Mechanistic Studies of the Formation and Decay of Diiron(III) Peroxo Complexes in the Reaction of Diiron(II) Precursors with Dioxygen

Inorganic Chemistry

Volumn 35, Issue 9, 1996, Pages 2590-2601

  Feig, Andrew L ^a   Becker, Michael ^b   Schindler, Siegfried ^b   Van Eldik, Rudi ^b   Lippard, Stephen J ^a  

^a MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (United States)

^b UNIVERSITY OF ERLANGEN NUREMBERG   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0000813908     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic951242g     Document Type: Article

References (65)

1. Kurtz, D. M., Jr.; Shriver, D. F.; Klotz, I. M. Coord. Chem. Rev. 1977, 24, 145-178.
2. Sanders-Loehr, J. In Iron Carriers and Iron Proteins; Loehr, T. M., Ed.; VCH: New York, 1989; Vol. 5; pp 373-466.
3. Stenkamp, R. E. Chem. Rev. 1994, 94, 714-726.
4. Nordlund, P.; Sjöberg, B.-M.; Eklund, H. Nature 1990, 345. 593-598.
5. Stubbe, J. In Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology, Meister, A., Ed.; John Wiley and Sons: New York, 1990; Vol. 62; pp 349-420.
6. Fontecave, M.; Nordlund, P.; Eklund, H.; Reichard, P. In Advances in Enzymology and Related Areas of Molecular Biology: Meister, A., Ed.; John Wiley and Sons: New York, 1992; Vol. 65; pp 147-183.
7. Nordlund, P.; Eklund, H. J. Mol. Biol. 1993, 232, 123-164.
8. Rosenzweig, A. C.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J.; Nordlund, P Nature 1993, 366, 537-543.
9. Lipscomb, J. D. Annu. Rev. Microbiol. 1994, 48, 371-399.
10. Liu, K. E.; Lippard, S. J. In Advances in Inorganic Chemistry; Sykes, A. G., Ed.; Academic Press, Inc.: San Diego, CA, 1995; Vol 42, pp 263-289.
11. Que, L., Jr. In Bioinorganic Catalysis; Reedijk, J., Ed.; Marcel Dekker: New York, 1993; pp 347-393.
12. Feig, A. L., Lippard, S. J. Chem. Rev. 1994, 94, 759-805.
13. Åberg, A.; Ormo, M.; Nordlund, P.; Sjoberg, B.-M. Biochemistry 1993, 32, 9845-9850.
14. Bollinger, J. M., Jr.; Edmondson, D. E.; Huynh, B. H.; Filley, J.; Norton, J. R.; Stubbe, J. Science 1991, 253, 292-298.
15. Lee, S.-K.; Nesheim, J. C.; Lipscomb, J. D. J. Biol. Chem. 1993, 268, 21569-21577.
16. Lee, S.-K.; Fox, B. G.; Froland, W. A.; Lipscomb, J. D.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6450-6451.
17. Bollinger, J. M., Jr.; Tong, W. H.; Ravi, N.; Huynh, B. H.; Edmondson, D. E.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc 1994, 116, 8015-8023.
18. Bollinger, J. M., Jr.; Tong, W. H.; Ravi, N.; Huynh, B. H.; Edmondson, D. E.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8024-8032.
19. Ravi, N.; Bollinger, J. M., Jr.; Huynh, B. H.; Edmondson, D. E.; Stubbe, J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8007-8014.
20. Liu, K. E.; Valentine, A. M.; Wang, D.; Huynh, B. H.; Edmondson, D. E.; Salifoglou, A.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 10174-10185.
21. Liu, K. E.; Valentine, A M.; Qiu, D.; Edmondson, D. E.; Appelman, E. H.; Spiro, T. G.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 4997-4998.
22. Stenkamp, R. E.; Sieker, L. C.; Jensen, L. H.; McCallum, J. D.; Sanders-Loehr, J. Proc. Natl. Acad. Sci., U.S.A. 1985, 82, 713-716.
23. Shiemke, A. K.; Loehr, T. M., Sanders-Loehr, J. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 2437-2443.
24. Hartman, J. R.; Rardin, R. L.; Chaudhuri, P.; Pohl. K.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J ; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7387-7396.
25. Borovik, A. S.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 2345-2347.
26. Kitajima, N.; Fukui, H.; Moro-oka, Y.; Mizutani, Y.; Kitagawa, T. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6402-6403.
27. Tolman, W. B.; Liu, S.; Bentsen, J. G.; Lippard, S. J J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 152-164.
28. Hayashi, Y.; Suzuki, M.; Uehara, A.; Mizutani, Y ; Kitasawa, T. Chem. Lett. 1992, 91-94.
29. Stassinopoulos, A.; Schulte, G.; Papaefthymiou, G. C.; Caradonna, J. P. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8686-8697.
30. Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. E.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851-1859.
31. Hagen, K. S.; Lachicotte, R.; Kitaygorodskiy, A.; Elbouadili, A. Angew. Chem. 1993, 105, 1404-1406.
32. Zang, Y.; Elgren, T. E.; Dong, Y.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 811-813.
33. Kitajima, N.; Tamura, N.; Amagai, H.; Fukui, H.; Moro-Oka, Y.; Mizutani, Y.; Kitagawa, T.; Methur, R ; Heerwegh, K.; Reed, C. A.; Randall, C. R., Que, L., Jr.; Tatsumi, K. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 9071-9085.
34. Herold, S.; Pence, L. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 6134-6135.
35. Coucouvanis, D.; Reynolds, R. A., III; Dunham, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 7570-7571.
36. Menage, S.; Brennan, B. A.; Juarez-Garcia, C., Münck, E.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6423-6425.
37. Brennan, B. A.; Chen, Q.; Juarez-Garcia, C.; True, A. E.; O'Connor, C. J.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 1991, 30, 1937-1943.
38. Feig, A.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 8410-8411.
39. Perrin, D. D.; Armarego, W. L. F. Purification of Laboratory Chemicals, 3rd ed.; Butterworth-Heinemann: Oxford, U.K., 1988.
40. van Eldik, R.; Gaede, W.; Wieland, S.; Kraft, J.; Spitzer, M.; Palmer, D. A. Rev. Sci. Instrum. 1993, 64, 1355-1357.
41. Karlin, K. D.; Wei, N.; Jung, B.; Kaderli, S.; Niklaus, P.; Zuberbühler, A. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 9506-9514.
42. Oxygen and Ozone; Battino, R., Ed.; Pergamon Press: Oxford, U.K., 1981; Vol. 7.
43. While this work was being reviewed, we learned of two X-ray structural analyses of related (μ-1,2-peroxo)diiron(III) complexes: Ookubo, T.; Sugimoto, H.; Nagayama, T.; Masuda, H.; Sato, T.; Tanaka, K.; Maeda, Y.; Okawa, H.; Hayashi, Y.; Uehara, A.; Suzuki, M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 701-702. Dong, Y.; Yan, S.; Young, V. G. Jr.; Que, L. Jr. Angew. Chem. 1996, in press.
44. While this work was being reviewed, we learned of two X-ray structural analyses of related (μ-1,2-peroxo)diiron(III) complexes: Ookubo, T.; Sugimoto, H.; Nagayama, T.; Masuda, H.; Sato, T.; Tanaka, K.; Maeda, Y.; Okawa, H.; Hayashi, Y.; Uehara, A.; Suzuki, M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 701-702. Dong, Y.; Yan, S.; Young, V. G. Jr.; Que, L. Jr. Angew. Chem. 1996, in press.
45. Petrou, A. L.; Armstrong, F. A.; Sykes, A. G.; Harrington, P. C.; Wilkins, R. G. Biochim. Biophys. Acta 1981, 670, 377-384.
46. Zhang, M.; van Eldik, R.; Espenson, J. H.; Bakac, A. Inorg. Chem. 1994, 33, 130-133.
47. Becker, M.; Schindler, S.; van Eldik, R. Inarg. Chem. 1994, 33, 5370-5371.
48. Projahn, H.-D.; Dreher, C., van Eldik, R. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 17-22.
49. van Eldik, R.; Merbach, A E. Comments Inorg. Chem. 1992, 12, 341-378.
50. Chen, Q.; Lynch, J. B.; Gomez-Romero, P.; Ben-Hussein, A., Jameson, G. B.; O'Connor, C. J.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 1988, 27, 2673-2681.
51. Rardin, R. L., Tolman, W. B ; Lippard, S. J. New J. Chem. 1991, 15, 417-430.
52. Feig, A. L.; Masschelein, A.; Bakac, A.; Lippard, S. J., Manuscript in preparation.
53. Rosenzweig, A. C.; Nordlund, P.; Takahara, P. M.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J. Chem. Biol. 1995, 2, 409-418.
54. Åberg, A. Ph.D. Thesis, Stockholm University, 1993.
55. Porterfield, W. W. Inorganic Chemistry - A Unified Approach ; Academic: New York, 1993.
56. Sauer-Masarwa, A.; Dickerson, L. D.; Herron, N.; Busch, D. H. Coord. Chem. Rev. 1993, 128, 117-137.
57. Busch, D. H.; Alcock, N. W. Chem. Rev. 1994, 94, 585-623.
58. Goldstein, S.; Czapski, G.; van Eldik, R.; Cohen, H.; Meyerstein, D. J. Phys. Chem. 1991, 95, 1282-1285.
59. Projahn, H.-D.; Schindler, S.; van Eldik, R.; Fortier, D. G.; Andrew, C. R.; Sykes, A. G. Inorg. Chem. 1995, 34, 5935-5941.
60. Bartlett, P. D ; Guaraldi, G. J. Am. Chem. Soc, 1967, 89, 4799-7801.
61. Bartlett, P. D.; Günther, P. J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 3288-3294.
62. Traylor, T. G.; Bartlett, P. D. Tetrahedron Lett. 1960, 30-36.
63. Liu, K. E.; Feig, A. L.; Goldberg, D. P.; Watton, S. P.; Lippard, S. J. In The Activation of Dioxygen and Homogeneous Catalytic Oxidation; Barton, D. H. R., Ed., Plenum: New York, 1993; pp 301-320
64. Micklitz, W., Bott, S. G.; Bentsen, J. G.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 372-374.
65. De Waal, D. J. A.; Wilkins, R. G. J. Biol. Chem. 1976, 251, 2339-2343.