Model Compounds for Iron Proteins. Structures and Magnetic, Spectroscopic, and Redox Properties of FeIIIMII and [CoIIIFeIII]2O Complexes with (μ-Carboxylato)bis(μ-phenoxo)dimetalate and (μ-Oxo)diiron(III) Cores

Inorganic Chemistry

Volumn 35, Issue 8, 1996, Pages 2292-2300

  Dutta, Sujit K ^a   Werner, Rüdiger ^b   Flörke, Ulrich ^c   Mohanta, Sasankasekhar ^a   Nanda, Kausik K ^a   Haase, Wolfgang ^b   Nag, Kamalaksha ^a  

^a DEPARTMENT OF MATERIALS SCIENCE   (India)

^b DARMSTADT UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Germany)

^c UNIVERSITY OF PADERBORN   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 0001419112     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic9508334     Document Type: Article

References (71)

1. (a) Holmes, M. A.; Stenkamp, R. E. J. Mol. Biol 1991, 220, 723.
2. (b) Sheriff, S.; Hendrickson, W. A.; Smith, J. L. J. Mol. Biol. 1987, 197, 273.
3. (c) Shiemke, A. K.; Loehr, T. M.; Sanders-Loehr, J. J. Am Chem. Soc. 1986, 108, 2437.
4. (a) Rosenzweis, A. C.; Frederick, C. A.; Lippard, S. J.; Nordlund, P. Nature 1993, 366, 537.
5. (b) Anderson, K. K.; Froland, W. A.; Lee, S.-K.; Lipscomb, J. D. New J. Chem. 1991, 15, 405.
6. (c) Green, J.; Dalton, H. J. Biol. Chem. 1989, 264, 17698.
7. (a) True, A. E.; Scarrow, R. C.; Randall, C. R.; Holz, R. C.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 4246.
8. (b) Averill, B. A.; Davis, J. C.; Burman, S.; Zirino, T., Sanders-Loehr, J.; Loehr, T. M.; Sage, J. T.; Debrunner, P. G. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3760.
9. (c) Antanaitis, B. C.; Aisen, P. Adv. Inorg. Biochem. 1983, 5, 111.
10. (a) Nordlund, P.; Eklund, H. J. Mol. Biol. 1993, 232, 123.
11. (b) Atta, M.; Nordlund, P., Aberg, A.; Eklund, H.; Fontecave, M. J. Biol. Chem. 1992, 267, 20682
12. (a) Feig, A. L.; Lippard, S. J. Chem. Rev. 1994, 94, 759.
13. (b) Lippard, S. J. Angew Chem., Int. Ed. Engl 1988, 27, 344.
14. (a) Que, L., Jr. in Bioinorganic Catalysis; Reedijk, J., Ed.; Marcel Dekker: Amsterdam, 1993; p 347,
15. (b) Que, L., Jr.; True, A. E. Prog. Inorg. Chem. 1990, 38, 97.
16. Kurtz, D. M., Jr. Chem Rev. 1990, 90, 585.
17. Vincent, J. B.; Olivier-Lilley, G. L.; Averill, B. A Chem. Rev. 1990, 90, 1447.
18. Sanders-Loehr, J. In Iron Carriers and Iron Proteins; Loehr, T. M., Ed.; VCH Publishers: New York, 1989; p 373.
19. Wilkins, P. C.; Wilkins, R. G. Coord. Chem Rev. 1987, 7, 195.
20. Murray, K. S. Coord. Chem. Rev. 1974, 12, 1.
21. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
22. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
23. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
24. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
25. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
26. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
27. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
28. For example, see: (a) Armstrong, W. H.; Lippard, S. J. J Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4837. (b) Wieghardt, K.; Pohl, K.; Gebert, W. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1983, 22, 727. (c) Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653. (d) Chaudhuri, P.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1985, 24, 778. (e) Turowski, P. N.; Armstrong, W. H.; Roth, M. E.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc 1990, 112, 681. (f) Drueke, S.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Fleischhauer, H.-P.; Gehring, S.; Haase, W. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 8622. (g) Norman, R. E.; Van, S.; Que, L., Jr.; Backes, G.; Ling, J.; Sanders-Loehr, J.; Zhang, J. H.; O'Connor, C. J. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1554. (h) Dong, Y.; Menage, S.; Brennan, B. A.; Elgren, T. A.; Jang, H. G.; Pearce, L. L.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 1851.
29. Beck, J. L.; McConachie, L. A.; Summors, A. C.; Arnold, W. N.; deJersey, J.; Zerner, B. Biochim. Biophys. Acta 1986, 869, 61.
30. (a) Davis, J. C.; Averill, B. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1982, 79, 4623.
31. (b) Beck, J. L.; Keough, D. T.; de Jersey, J.; Zerner, B. Biochim Biophys. Acta 1984, 791, 357.
32. (c) David, S. S.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 6455.
33. (d) Holz, R. C.; que, L., Jr.; Ming, L.-J. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 4434.
34. Beck, J. L.; de Jersey, J.; Zerner, B.; Hendrich, M. P.; Debrunner, P. G. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 3317.
35. Borovik, A. S.; Papaefthymiou, V.; Taylor, L. F.; Anderson, O. P.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 6183.
36. (a) Holman, T. R.; Andersen, K. A.; Anderson, O. P.; Hendrich, M. P.; Jaurez-Garcia, C.; Münck, E.; Que, L., Jr. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1990, 29, 921.
37. (b) Jaurez-Garcia, C.; Hendrich, M. P.; Holman, T. R.; Que, L., Jr.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 518.
38. Holman, T. R.; Jaurez-Garcia, C.; Hendrich, M. P.; Que, L., Jr.; Münck, F., J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 7611.
39. Holman, T. R.; Wang, Z.; Hendrich, M. P.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 1995, 34, 134.
40. HBPMP: 2,6-bis[(bis(2-pyridylmethyl)amino)methyl]-4-methylphenol. HBIMP:2,6-bis[bis(1-methylimidazol-2-yl)methyl)amino)methyl]-4-methylphenol.
41. Strater, N.; Klabunde, T.; Tucker, P.; Witzel, H.; Krebs, B. Science 1995, 268, 1489.
42. Aquino, M. S.; Lim, J.-S.; Sykes, A. G. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1994, 429 and references cited therein.
43. (a) Nanda, K. K.; Mohanta, S.; Ghosh, S.; Mukherjee, M.; Heliwell, M.; Nag, K. Inorg. Chem. 1995, 34, 2861.
44. (b) Nanda, K. K.; Das, R.; Thompson, L. K.; Venkatsubramanian, K.; Paul, P.; Nag, K. Inorg. Chem. 1994, 33, 1188.
45. (c) Nanda, K. K.; Thompson, L. K.; Bridson, J. N.; Nag, K. J. Chem Soc., Chem. Commun. 1994, 1337.
46. (d) Das, R., Nanda, K. K.; Pal, I.; Baitalik, S.; Nag, K. Polyhedron 1994, 13, 2639.
47. (e) Das, R.; Nanda, K. K.; Mukherjee, A. K.; Mukherjee, M.; Heliwell, M.; Nag, K. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1993, 2243.
48. (a) Nanda, K. K., Das, R.; Thompson, L. K.; Venkatsubramanian, K.; Nag, K. Inorg. Chem 1994, 33, 5934
49. (b) Mohanta, S., Nanda, K. K.; Thompson, L. K., Florke, U.; Nag, K. submitted.
50. (a) Mandal, S. K.; Nag, K. J. Org. Chem. 1986, 51, 3900.
51. (b) Mandal, S. K.; Thompson, L. K.; Nag, K.; Charland, J.-P.; Gabe, E. J. Inorg Chem. 1987, 26, 1391.
52. Vogel, A. I. A Text-book of Quantitative Inorganic Analysis, 3rd ed.; Longmans: England, 1961.
53. Nanda, K. K.; Dutta, S. K.; Baitalik, S.; Venkatsubramaniam, K.; Nag, K. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1995, 1239.
54. SHELXTL-PLUS; Siemens Crystallographic Research Systems: Madison, WT, 1990.
55. Sheldrick, G. M. SHELXL-93 A Program for Crystal Structure Refinement. University of Gottingen, Germany, 1993.
56. Cromer, D. T.; Waber, J. T. International Tables for X-ray Crystallography; The Kynoch Press: Birmingham, England, 1974; Vol. IV.
57. Nakamoto, K. Infrared and Roman Spectra of Inorganic and Coordination Compounds, 3rd ed.; John Wiley: New York, 1978; p 232.
58. Sanders-Loehr, J.; Wheeler, W. D.; Shiemke, A. K.; Averill, B. A.; Loehr, T. M. J. Am. Chem Soc. 1989, 111, 8084.
59. Gaber, B. P.; Miskowski, V., Spiro, T. G. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 6868.
60. Schugar, H. J.; Rossman, G. R.; Baraclough, C. J.; Gray, H. B. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 2683.
61. Reem, R. C.; McCormick, J. M.; Richardson, D. E.; Devlin, F. J., Stephens, P. J.; Musselman, R. L.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 4688.
62. EDTA: N,N,N',N'-ethylenediaminetetraacetate(4-). en: ethylenediamine.
63. Lippard, S. J.; Schugar, H. J.; Walling, C. Inorg. Chem. 1967, 6, 127.
64. 2 = 0.3054.
65. Selected bond lengths (Å): Ni-O(1) = 2.03, Ni-O(2) = 2.03, Ni-O(3) = 2.00, Ni-O(5) = 2.01, Ni-N(3) = 2.13, Ni-N(4) = 2.14, Fe-O(1) = 2.14, Fe-O(2) = 2.13, Fe-O(4) = 2.04, Fe-O(7) = 2.06, Fe-N(1) = 2.09, Fe-N(2) = 2.06.
66. O'Connor, C. J. Prog. Inorg. Chem. 1979, 29, 204.
67. Buchanan, R. M.; Mashuta, M. S.; Richardson, J. F.; Oberausen, K. J.; Hendrickson, D. N.; Webb, R. J.; Nanny, M. A. Inorg. Chem. 1990, 29, 1299.
68. Goodenough, J. B. J. Phys. Chem. Solids 1958, 6, 287.
69. Kanamori, J. J. Phys. Chem. Solids 1959, 10, 87.
70. Ginsberg, A. P. Inorg. Chim. Acta Rev. 1971, 5, 45.
71. Kahn, O. Molecular Magnetism; VCH Publishers: New York, 1993.