MLCT state structure and dynamics of a copper(I) diimine complex characterized by pump-probe x-ray and laser spectroscopies and DFT calculations

Journal of the American Chemical Society

Volumn 125, Issue 23, 2003, Pages 7022-7034

  Chen, Lin X ^a   Shaw, George B ^a   Novozhilova, Irina ^c   Liu, Tao ^a   Jennings, Guy ^a   Attenkofer, Klaus ^a   Meyer, Gerald J ^b   Coppens, Philip ^c  

^a ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^b JOHNS HOPKINS UNIVERSITY   (United States)

^c UNIVERSITY AT BUFFALO   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

GROUND STATE; LASER APPLICATIONS; MOLECULAR DYNAMICS; MOLECULAR STRUCTURE; OXIDATION; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

LIGANDS;

COPPER COMPOUNDS;

COPPER COMPLEX; IMINE; PHENANTHROLINE DERIVATIVE;

ARTICLE; MOLECULAR DYNAMICS; PHOTOACTIVATION; PHOTOCHEMISTRY; ROENTGEN SPECTROSCOPY;

EID: 0037567510     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja0294663     Document Type: Article

References (105)

1. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acct. Chem. Res. 2001, 34, 40-48.
2. Balzani, V. NATO ASI Ser., Ser. C 1997, 499, 433-449.
3. Fox, M. A. Synthetic Applications of Photocatalytic Oxidation and Reduction Reactions of Organic Reactants on Irradiated Semiconductor Surfaces; Wiley-VCH: New York, 2001; Vol. 1.
4. Roundhill, D. M. Photochemistry and Photophysics of Metal Complexes; Plenum Press: New York, 1994.
5. Mauch, R. H.; Gumlich, H. E. Inorganic and Organic Electroluminescence; Wissenschaft und Technik Verlag: Berlin, 1996.
6. Kim, C. D.; Pillet, S.; Wu, G.; Fullagar, W. K.; Coppens, P. Acta Crystl. A 2002, 58, 133-137.
7. Ozawa, Y.; Pressprich, M. R.; Coppens, P. J. Appl. Crystallogr. 1998, 31, 128-135.
8. Tomov, I. V.; Oulianov, D. A.; Chen, P.; Rentzenpis, P. M. J. Phys. Chem., B 1999, 103, 7081-7091.
9. DeCamp, M. F.; Reis, D. A.; Bucksbaum, P. H.; Adams, B.; Caraher, J. M.; Clarke, R.; Conover, C. W. S.; Dufresne, E. M.; Merlin, R.; Stoica, V.; Wahlstrand, J. K. Nature 2001, 413, 825-828.
10. Larsson, J.; Chang, Z.; Judd, E.; Schuck, P. J.; Falcone, R. W.; Heimann, P. A.; Padmore, H. A.; Kapteyn, H. C.; Bucksbaum, P. H.; Murnane, M. M.; Lee, R. W.; Machacek, A.; Wark, J. S.; Liu, X.; Shan, B. Opt. Lett. 1997, 22, 1012-1014.
11. Rose-Petruck, C.; Jimenez, R.; Guo, T.; Cavalleri, A.; Siders, C. W.; Raksi, F.; Squier, J. A.; Walker, B. C.; Wilson, K. R.; Barty, C. P. J. Nature 1999, 398, 310-312.
12. Schoenlein, R. W.; Chattopadhyay, S.; Chong, H. H. W.; Glover, T. E.; Heimann, P. A.; Shank, C. V.; Zholents, A. A.; Zolotorev, M. S. Science 2000, 287, 2237-2240.
13. Srajer, V.; Ren, Z.; Teng, T.-Y.; Schmidt, M.; Ursby, T.; Bourgeois, D.; Pradervand, C.; Schildkamp, W.; Wulff, M.; Moffat, K. Biochemistry 2001, 40, 13802-13815.
14. Chen, L. X.; Jenings, G.; Liu, T.; Gosztola, D. J.; Hessler, J. P.; Scaltrito, D. V.; Meyer, G. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10861-10867.
15. Chen, L. X.; Lee, P. L.; Gosztola, D.; Svec, W. A.; Montano, P. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3270-3274.
16. Chen, L. X.; Jager, W. J. H.; Jennings, G.; Gosztola, D. J.; Munkholm, A.; Hessler, J. P. Science 2001, 292, 262-264.
17. Neutze, R.; Wouts, R.; Techert, S.; Davidsson, J.; Kocsis, M.; Kirrander, A.; Schotte, F.; Wulff, M.; Phys. Rev. Lett. 2001, 87, 195508/1-195508/4.
18. Ahn, B.-T.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1981, 20, 1427-1432.
19. Blasse, G.; McMillin, D. R. Chem. Phys. Lett. 1980, 70, 1-3.
20. Buckner, M. T.; McMillin, D. R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1978, 759-761.
21. Dietrich-Buchecker, C. O.; Marnot, P. A.; Sauvage, J. P.; Kirchoff, J. R.; McMillin, D. R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1983, 513-515.
22. Castellano, F. N.; Ruthkosky, M.; Meyer, G. J. Inorg. Chem. 1995, 34, 3-4.
23. Miller, M. T.; Ganzel, P. K.; Karpishin, T. B. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37, 1556.
24. Ruthkosky, M.; Kelly, C. A.; Zaros, M. C.; Meyer, G. J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12004-12005.
25. Miller, M. T.; Ganzel, P. K.; Karpishin, T. B. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4292.
26. Collin, J.-P.; Dietrich-Buchecker, C.; Gavina, P.; Jimenez-Molero, M. C.; Sauvage, J.-P. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 477-487.
27. Kern, J.-M.; Raehm, L.; Sauvage, J.-P.; Divisia-Blohom, B.; Vidal, P.-L. Inorg. Chem. 2000, 39, 1555-1560.
28. Fox, S.; Nanthakumar, A.; Wikstrom, M.; Karlin, K. D.; Blackburn, N. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 24-34.
29. Kleinfeld, D.; Okamura, M. Y.; Feher, G. Biochim. Biophys. Acta 1984, 766, 126-140.
30. Cunningham, K. L.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1998, 37, 4114-4119.
31. Meagher, N. E.; Juntunen, K. L.; Salhi, C. A.; Ochrymowycz, L. A.; Rorabacher, D. B. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10411-10420.
32. Flanagan, S.; Dong, J.; Haller, K.; Wang, S.; Scheidt, W. R.; Scott, R. A.; Webb, T. R.; Stanbury, D. M.; Wilson, L. J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8857-8864.
33. Koshino, N.; Kuchiyama, Y.; Ozaki, H.; Funahashi, S.; Takagi, H. D. Inorg. Chem. 1999, 38, 3352-2260.
34. Alonso-Vante, N.; Nierengarten, J. F.; Sauvage, J. P. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1994, 1649.
35. Stephens, F. S.; Tucker, P. A. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1973, 2293.
36. Kaiser, J.; Bauer, G.; Schroder, F. A.; Taylor, I. F.; Rasmussen, S. E. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1974, 1490.
37. Anderson, O. P. Inorg. Chem. 1975, 14, 730.
38. Harrison, W. D.; Hathaway, B. J.; Kennedy, D. A. Acta Crystl. Sect. B 1979, 35, 2301.
39. Tran, D.; Skelton, B. W.; White, A. H.; Laverman, L. E.; Ford, P. C. Inorg. Chem. 1998, 37, 2505-2511.
40. Shinozaki, K.; Kaizu, Y. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1994, 67, 2435-2439.
41. Kalyanasundaram, K. Photochemistry of Polypyridine and Porphyrin Complexes; Academic Press: London, 1992.
42. Cunningham, C. T.; Cunningham, K. L. H.; Michalec, J. F.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1999, 38, 4388-4392.
43. Everly, R. M.; McMillin, D. R. Photochem. Photobiol. 1989, 50, 711-716.
44. Hudson, B. P.; Sou, J.; Berger, D. J.; McMillin, D. R. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 8997-9002.
45. Ichinaga, A. K.; Kirchhoff, J. R.; McMillin, D. R.; Dietrich-Buchecker, C. O.; Marnot, P. A.; Sauvage, J. P. Inorg. Chem. 1987, 26, 4290-4292.
46. McMillin, D. R.; Kirchhoff, J. R.; Goodwin, K. V. Coord. Chem. Rev. 1985, 64, 83-92.
47. Palmer, C. E. A.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1987, 26, 3837-3840.
48. Palmer, C. E. A.; McMillin, D. R.; Kirmaier, C.; Holten, D. Inorg. Chem. 1987, 26, 3167-3170.
49. Scaltrito, D. V.; Thompson, D. W.; O'Callaghan, J. A.; Meyer, G. J. Coord. Chem. Rev. 2000, 208, 243-266.
50. Stacy, E. M.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1990, 29, 393-396.
51. Tamilarasan, R.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1990, 29, 2798-2802.
52. Cunningham, C. T.; Moore, J. J.; Cunningham, K. L. H.; Fanwick, P. E.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 2000, 39, 3638-3644.
53. Burke, P. J.; Henrick, K.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1982, 21, 1881-1886.
54. Kirchhoff, J. R.; McMillin, D. R.; Robinson, W. R.; Powell, D. R.; McKenzie, A. T.; Chen, S. Inorg. Chem. 1985, 24, 3928-3933.
55. Klemens, F. K.; Palmer, C. E. A.; Rolland, S. M.; Fanwick, P. E.; McMillin, D. R.; Sauvage, J. P. New J. Chem. 1990, 14, 129-133.
56. Schatz, M.; Becker, M.; Thaler, F.; Hampel, F.; Schindler, S.; Jacobson, R. R.; Tyeklar, Z.; Murthy, N. N.; Ghosh, P.; Chen, Q.; Zubieta, J.; Karlin, K. D. Inorg. Chem. 2001, 40, 2312-2322.
57. Van Meerssche, M.; Germain, G.; Declercq, J. P. Crystal Struct. Commun. 1981, 10, 47-53.
58. Blaskie, M. W. McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1980, 19, 3519-3522.
59. Crane, D. R.; DiBenedetto, J.; Palmer, C. E. A.; McMillin, D. R.; Ford, P. C. Inorg. Chem. 1988, 27, 3698-3700.
60. McMillin, D. R.; Drago, R. S.; Nusz, J. A. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 3120-3126.
61. Chin, A. H.; Schoenlein, R. W.; Glover, T. E.; Balling, P.; Leemans, W. P.; Shank, C. V. Phys. Rev. Lett., 1999, 83, 336-339.
62. Anderson, T.; Tomov, I. V.; Rentzepis, P. M. J. Chem. Phys., 1993, 99, 869-875.
63. Murnane, M. M.; Kapteyn, H. C.; Falcone, R. W. IEEE J. Quantum Electron. 1989, 25, 2417-2422.
64. Chen, L. X. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2001, 119, 161-174.
65. Jennings, G.; Jaeger, W. J. H.; Chen, L. X. Rev. Sci. Inst. 2002, 72, 362-368.
66. Hamalainen, R.; Algren, M.; Turpeinen, U.; Raikas, T. Crystal Struct. Commun. 1979, 8, 75-80.
67. Greenfield, S. R.; Svec, W. A.; Gosztola, D. J.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6767.
68. te Velde, G.; Bickelhaupt, F. M.; van Gisbergen, S. J. A.; Fonseca Guerra, C.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22, 931-967.
69. Fonseca Guerra, C.; Snijders, J. G.; te Velde, G.; Baerends, E. J. Theor. Chem. Acc. 1998, 99, 391-403.
70. ADF2002.01, S., Theoretical Chemistry, Vrije Universiteit, Amsterdam, The Netherlands, http://www.scm.com.
71. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211.
72. Chang, C. H.; Pelissier, M.; Durand, M. Phys. Scr. 1986, 34, 394-404.
73. van Lenthe, E.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. J. Chem. Phys. 1993, 99, 4597-4610.
74. van Lenthe, E.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. J. Chem. Phys. 1994, 101, 9783-9792.
75. van Lenthe, E.; van Leeuwen, R.; Baerends, E. J.; Snijders, J. G. Int. J. Quantum Chem. 1996, 57, 281-293.
76. (a) Rohmer, M.-M.; Strich, A.; Benard, M.; Malrieu, J.-P. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9126-9134.
77. (a) Ricciardi, G.; Rosa, A.; Baerends, E. J.; van Gisbergen, S. A. J. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12319-12334.
78. Schaftenaar, G.; Noordik, J. H. J. Comput.-Aided Mol. Design 2000, 14, 123-134.
79. Volkov, A. V. State University of New York at Buffalo, 1999.
80. van Gisbergen, S.; Kootstra, F.; Schipper, P. R. T.; Gritsenko, O. V.; Snijders, J. G.; Baerends, E. Phys. Rev. A 1998, 57, 2556-2571.
81. Jamorski, C.; Casida, M. E.; Salahub, D. R. J. Chem. Phys. 1996, 104, 5134-5147.
82. Bauernschmitt, R.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1996, 256, 454-464.
83. Gordon, K. C.; McGarvey, J. J. Inorg. Chem. 1991, 30, 2986-2989.
84. Kau, L.-S.; Spira-Solomon, D. J.; Penner-Hahn, J. E.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 6433-6442.
85. Smith, T. A.; Penner-Hahn, J. E.; Berding, M. A.; Doniach, S.; Hodgson, K. O. J. Am. Chem. Soc. 1985, 107, 5945-5955.
86. Blake, A. J.; Hill, S. J.; Hubberstey, P.; Li, W.-S. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1998, 909-915.
87. Dobson, J. F.; Green, B. E.; Healy, P. C.; Kennard, C. H. L.; Pakawatchai, C.; White, A. H. Austr. J. Chem. 1984, 37, 649-659.
88. Hoffmann, S. K.; Corvan, P. J.; Singh, P.; Sethulekshmi, C. N.; Metzger, R. M.; Hatfield, W. E. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4608-4617.
89. Dessy, G.; Fares, V. Cryst. Struct. Commun. 1979, 8, 507-510.
90. Damrauer, N. H.; Cerullo, G.; Yeh, A.; Boussie, T. R.; Shank, C. V.; McCusker, J. K. Science 1997, 275, 54-57.
91. Yeh, A.; Shank, C. V.; McCusker, J. K. Science 2000, 289, 935-938.
92. Tan, X.; Gustafson, T. L.; Lufumeux, C.; Burdzinski, G.; Buntinx, G.; Piozat, O. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 3592-3598.
93. Kovalenko, S. A.; Schanz, R.; Hennig, H.; Ernsting, N. P. J. Chem. Phys. 2001, 115, 3256-3273.
94. Onkelinx, A.; De Schryver, F. C.; Viaene, L.; Van der Auweraer, M.; Iwai, K.; Yamamoto, M.; Ichikawa, M.; Masuhara, H.; Maus, M.; Rettig, W. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 2892-2902.
95. Inamo, M.; Kamiya, N.; Inada, Y.; Nomura, M.; Funahashi, S. Inorg. Chem. 2001, 40, 5636-5644.
96. Endregard, M.; Nicholson, D. G.; Abraham, R. J.; Marsden, I.; Beagley, B. J. Chem. Soc., Faraday Trans. 1994, 90, 2775-2781.
97. Kau, L. S.; Svastits, E. W.; Dawson, J. H.; Hodgson, K. O. Inorg. Chem. 1986, 25, 4307-4309.
98. Koningsberg, D. C.; Prins, R. X-ray Absorption: Principles, Applications, Techniques of EXAFS, SEXAFS and XANES; John Wiley & Sons: New York, 1988.
99. Westre, T. E.; Kennepohl, P.; DeWitt, J. G.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6297-6314.
100. McMillin, D. R.; Kirchhoff, J. R.; Goodwin, K. V. Coord. Chem. Rev. 1985, 64, 83-92.
101. Kober, E., M.; Caspar, J. V.; Lumpkin, R. S.; Meyer, T. J. J. Phys. Chem. 1983, 87, 952.
102. Meyer, T. J. Acc. Chem. Res. 1989, 22, 163.
103. Freed, K. F.; Jortner, J. J. Chem. Phys. 1970, 52, 6272.
104. Shaw, G. B.; Meyer, G. J.; Chen, L. X., to be published.
105. Gembicky, M.; Kovalevsky, A.; Coppens, P., to be published.