Mechanism and quantum mechanical tunneling effects on inner hydrogen atom transfer in free base porphyrin: A direct ab initio dynamics study

Journal of the American Chemical Society

Volumn 122, Issue 5, 2000, Pages 897-906

  Maity, Dilip K ^a,b   Bell, Robert L ^a   Truong, Thanh N ^a  

^a UNIVERSITY OF UTAH   (United States)

^b BHABHA ATOMIC RESEARCH CENTRE   (India)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDROGEN; PORPHYRIN; SOLVENT;

ARTICLE; ENERGY TRANSFER; ISOMERISM; KINETICS; MODEL; MOLECULAR DYNAMICS; PROTON TRANSPORT; QUANTUM MECHANICS; REACTION ANALYSIS;

EID: 0034624425     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja9925094     Document Type: Article

References (76)

1. Chen, B. M. L.; Tulinsky, A. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 4144.
2. Abraham, R. J.; Hawkes, G. E.; Smith, K. M. Tetrahedron Lett. 1974, 16, 1483.
3. Eaton, S. S.; Eaton, G. R. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 1601.
4. Hennig, J.; Limbach, H.-H. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 1979, 75, 752.
5. Limbach, H.-H.; Hennig, J., Gerritzen, D.; Rumpel, H. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1982, 74, 229.
6. Hennig, J.; Limbach, H.-H. J. Magn. Reson. 1982, 49, 322.
7. Hennig, J.; Limbach, H.-H. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 292.
8. Limbach, H.-H.; Hennig, J.; Kendrick, R.; Yannov, C. S. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4059.
9. Crossley, M. J.; Harding, M. M.; Sternhell, S. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 3608.
10. Schlabach, M.; Wehrle, B.; Limbach, H.-H.; Bunnenberg, E.; Knierzinger, A.; Shu, A. Y. L.; Tolf, B. R.; Djerassi, C. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 3856.
11. Stilbs, P.; Moseley, M. E. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 2 1980, 76, 729.
12. Stilbs, P. J. Magn. Reson. 1984, 58, 152.
13. Schlabach, M.; Scherer, G.; Limbach, H.-H. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 3550.
14. Braun, J.; Schlabach, M.; Wehrle, B.; Köcher, M.; Vogel, E.; Limbach, H.-H. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 6593.
15. Braun, J.; Limbach, H.-H., Williams, P. G., Morimoto, H.; Wemmer, D. E. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 723.
16. Limbach, H.-H.; Hennig, J.; Stulz, J. J. Chem. Phys. 1983, 78, 5432.
17. Frydman, L.; Olivieri, A. C.; Diaz, L. E.; Frydman, B.; Morin, F. G.; Mayne, C. L.; Grant, D. M.; Adler, A. D. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 336.
18. Butenhoff, T. J.; Moore, C. B. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 8336.
19. Butenhoff, T. J.; Chuck, R. S.; Limbach, H.-H.; Moore, C. B. J. Phys. Chem. 1990, 94, 7847.
20. Spiro, T. G. Adv. Protein Chem. 1985, 37, 111.
21. Yu, N.-T. Methods Enzymol. 1986, 130, 350.
22. Spiro, T. G. Biological Applications of Roman Spectroscopy; Wiley-Interscience: New York, 1988; Vol. 3.
23. Radziszewski, J. G.; Waluk, J.; Michl, J. J. Chem. Phys. 1989, 136, 165.
24. Radziszewski, J. G.; Waluk, J.; Michl, J. J. Mol. Spectrosc. 1990, 140, 373.
25. Li, X.-Y.; Zgierski, M. Z. J. Phys. Chem. 1991, 95, 4268.
26. Almlöf, J. Int. J. Quantum Chem. 1974, 8, 152.
27. Limbach, H.-H.; Hennig, J. J. Chem. Phys. 1979, 71, 3120.
28. Sarai, A. J. Chem. Phys. 1984, 80, 5341.
29. Kuzmitsky, V. A.; Solovyov, K. N. J. Mol. Struct. 1980, 65, 219.
30. Sarai, A. Chem. Phys. Lett. 1981, 83, 50.
31. Sarai, A. J. Chem. Phys. 1982, 76, 5554.
32. Merz, K. M. J.; Reynolds, C. H. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1988, 90.
33. Smedarchina, Z.; Siebrand, W.; Wildman, T. A. Chem. Phys. Lett. 1988, 143, 395.
34. Almlöf, J.; Fischer, T. H.; Gassman, P. G.; Ghosh, A.; Häser, M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 10964.
35. Ghosh, A.; Almlöf, J. Chem. Phys. Lett. 1993, 213, 519.
36. Ghosh, A. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11004.
37. Merchàn, M.; Ortí, E.; Roos, B. O. Chem. Phys. Lett. 1994, 221, 136.
38. Reimers, J. R.; Lü, T. X.; Crossley, M. J.; Hush, N. S. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 2855.
39. Ghosh, A.; Almlöf, J. J. Phys. Chem. 1995, 99, 1073.
40. Kozlowski, P. M.; Zgierski, M. Z.; Pulay, P. Chem. Phys. Lett. 1995, 247, 379.
41. Kozlowski, P. M.; Jarzecki, A. A.; Pulay, P. J. Phys. Chem. 1996, 100, 7007.
42. Baker, J.; Kozlowski, P. M; Jarzecki, A. A.; Pulay, P. Theor. Chem. Acc. 1997, 97, 59.
43. Bell, R. L.; Truong, T. N. J. Chem. Phys. 1994, 101, 10442.
44. Bell, R. L.; Taveras, D. L.; Truong, T. N.; Simons, J. Int. J. Quantum Chem. 1997, 63, 861.
45. Truhlar, D. G.; Gordon, M. S. Science 1990, 249, 491.
46. Gonzalezlafont, A.; Truong, T. N.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1991, 95, 8875.
47. Gonzalezlafont, A.; Truong, T. N.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1991, 95, 4618.
48. Nguyen, K. A.; Rossi, I.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1995, 103, 5522.
49. Corchado, J. C.; Espinosagarcia, J.; Hu, W. P.; Rossi, I.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. 1995, 99, 687.
50. Chuang, Y. Y.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 3808.
51. Truong, T. N. J. Chem. Phys. 1994, 100, 8014.
52. Truong, T. N.; Duncan, W. T. J. Chem. Phys. 1994, 101, 7408.
53. Duncan, W. T.; Bell, R. L.; Truong, T. N. J. Comput. Chem. 1998, 19, 1039.
54. Becke, A. D. J Chem. Phvs. 1993, 98, 1372.
55. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785.
56. Zhang, Q.; Bell, R. L.; Truong, T. N. J. Phys. Chem. 1995, 99, 592.
57. Maseras, F.; Morokuma, K. J. Comput. Chem. 1995, 16, 1170.
58. Froese, R. D. J.; Morokuma, K. Chem. Phys. Lett. 1996, 263, 393.
59. Froese, R. D. J.; Humbel, S.; Svensson, M; Morokuma, K. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 227.
60. Humbel, S.; Sieber, S.; Morokuma, K. J. Chem. Phys. 1996, 105, 1959.
61. Truhlar, D. G.; Garrett, B. C. Acc. Chem. Res. 1980, 13, 440.
62. Truhlar, D. G.; Garrett, B. C. Annu. Rev. Phys. Chem. 1984, 35, 159.
63. Truhlar, D. G.; Isaacson, A. D.; Garrett, B. C. In Generalized transition state theory; Truhlar, D. G., Isaacson, A. D., Garrett, B. C., Eds.; CRC Press: Boca Raton, FL, 1985; Vol. 4, p 65.
64. Truong, T. N.; Truhlar, D. G. J. Chem. Phys. 1990, 93, 1761.
65. Truhlar, D. G.; Isaacson, A. D.; Skodje, R. T.; Garrett, B. C. J. Phys. Chem. 1982, 86, 2252.
66. Lu, D.-h.; Truong, T. N.; Melissas, V. S.; Lynch, G. C.; Liu, Y. P.; Garrett, B. C.; Steckler, R.; Isaacson, A. D.; Rai, S. N.; Hancock, G. C.; Lauderdale, J. G.; Joseph, T.; Truhlar, D. G. Comput. Phys. Commun. 1992, 71, 235.
67. Gonzalez, C.; Schlegel, H. B. J. Phys. Chem. 1990, 94, 5523.
68. Zhixing, C. Theor. Chim. Acta 1989, 75, 481.
69. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Gill, P. M. W.; Johnson, B. G.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Keith, T.; Petersson, G. A.; Montgomery, J. A.; Raghavachari, K.; Al-Laham, M. A.; Zakrzewski, V. G.; Ortiz, J. V.; Foresman, J. B.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Peng, C. Y.; Ayala, P. Y.; Chen, W.; Wong, M. W.; Andres, J. L.; Replogle, E. S.; Gomperts, R.; Martin, R. L.; Pox, D. J.; Binkley, J. S.; Defrees, D. J.; Baker, J.; Stewart, J. P.; Head-Gordon, M.; Gonzalez, C.; Pople, J. A. Gaussian 94, Revision D.3; Gaussian Inc.: Pittsburgh, PA, 1994.
70. Kozlowski, P. M.; Jarzecki, A. A.; Pulay, P.; Li, X.; Zgierski J. Phys. Chem. 1996, 100, 13985.
71. Hammond, G. S. J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 334.
72. Cossi, M.; Barone, V.; Cammi, R.; Tomasi, J. Chem. Phys. Lett. 1996, 255, 327.
73. Vangberg, T.; Ghosh, A. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 1496.
74. Brackhagen, O.; Scheurer, C.; Meyer, R.; Limbach, H. Ber. Bunsen-Ges. Phys. Chem. 1998, 102, 303.
75. Braun, J.; Hasenfratz, C.; Schwesinger, R.; Limbach, H. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1994, 33, 2215.
76. Braun, J.; Schwesinger, R.; Williams, P. G.; Morimoto, H.; Wemmer, D. E.; Limbach, H.-H. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 11101.