Structural, magnetic, and dynamic characterization of the (d(xz),d(yz))4(d(xy))1 ground-state low-spin iron(III) tetraphenylporphyrinate complex [(p-TTP)Fe(2,6-xylylNC)2]CF3SO3

Journal of the American Chemical Society

Volumn 122, Issue 18, 2000, Pages 4366-4377

  Simonneaux, Gérard ^a   Schünemann, Volker ^b   Morice, Christophe ^a   Carel, Laurence ^a   Toupet, Loïc ^c   Winkler, Heiner ^b   Trautwein, Alfred X ^b   Ann Walker, F ^d  

^a UMR 6509 Organometalliques et Catalyse Chimie et Electrochimie Moleculaires   (France)

^b UNIVERSITY OF LÜBECK   (Germany)

^c UA CNRS 040804   (France)

^d University of Arizona   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

IRON COMPLEX; TETRAPHENYLPORPHYRIN DERIVATIVE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; COMPLEX FORMATION; ELECTRON SPIN RESONANCE; ENERGY; MAGNETISM; MOLECULAR DYNAMICS; MOSSBAUER SPECTROSCOPY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; SYNTHESIS; TEMPERATURE; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

EID: 0039303890     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja994190t     Document Type: Article

References (103)

1. Mathews, F. S.; Czerwinski, E. W.; Argos, P. In The Porphyrins; Dolphin, D., Ed.; Academic Press: New York, 1979; Vol. VIII, p 108.
2. Pierrot, M.; Haser, R.; Frey, M.; Payan, F.; Astier, J.-P. J. Biol. Chem. 1982, 257, 14341.
3. Higuchi, Y.; Kusunocki, M.; Matsuura, Y.; Yasuoka, N.; Kakudo M. J. Mol. Biol. 1984, 172, 109.
4. Widger, W. R.; Cramer, W. A.; Herrmann, R. G.; Trebst, A. Proc. Natl. Acad Sci. U.S.A. 1984, 81, 674.
5. Babcock, G. T.; Widger, W. R.; Cramer, W. A.; Oertling, W. A.; Metz, J. Biochemistry 1985, 24, 3638.
6. Innis, D.; Soltis, S. M.; Strouse, C. E. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5644.
7. Walker, F. A.; Huynh, B. H.; Scheidt, W. R.; Osvath, S. R. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 5288.
8. Hatano, K.; Safo, M. K.; Walker, F. A.; Scheidt, W. R. Inorg. Chem. 1991, 30, 1643.
9. Safo, M. K.; Gupta, G. P.; Walker, F. A.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 5497.
10. Munro, O. Q.; Serth-Guzzo, J. A.; Turowska-Tyrk, I.; Mohanrao, K.; Walker, F. A.; Debrunner, P. G.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11144.
11. Safo, M. K.; Walker, F. A.; Raitsimring, A. M.; Walters, W. P.; Dolata, D. P.; Debrunner, P. G.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 7760.
12. Cheesman, M. R.; Walker, F. A. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 7373.
13. Bracete, A. M.; Kadkhodayan, S.; Sono, M.; Huff, A. M.; Zhuang, C.; Cooper, D. K.; Smith, K. M.; Chang; C. K.; Dawson, J. H. Inorg. Chem. 1994, 33, 5042.
14. Peng, Q.; Timkovich, R.; Loewen, P. C.; Peterson, J. FEBS Lett. 1992, 309, 157.
15. Coulter, E. D.; Sono, M.; Chang, C. K.; Lopez, O.; Dawson, J. H. Inorg. Chim. Acta 1995, 240, 603.
16. Sutherland, J.; Greenwood, C.; Peterson, J.; Thomson, A. J. Biochem. J. 1986, 233, 893.
17. Walker, F. A.; Nasri, H.; Turowska-Tyrk, I.; Mohanrao, K.; Watson, C. T., Shokhirev, N., V.; Debrunner, P. G.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 12109.
18. Chiu, J. T.; Loewen, P. C.; Switala, J.; Gennis, R. B.; Timkovich, R. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 7046.
19. Lorence, R. M.; Gennis, R. B. J. Biol. Chem. 1989, 264, 7135.
20. Chang, C. K.; Wu, W. J. Biol. Chem. 1986, 261, 8593.
21. Crane, B. R.; Siegel, L. M.; Getzoff, E. D. Science 1995, 270, 59.
22. Griffith, J. S. Proc. R. Soc. London, A 1956, 235, 23.
23. Taylor, C. P. S. Biochim. Biophys. Acta 1977, 491, 137.
24. La Mar, G. N.; Walker, F. A. In The Porphyrins; Dolphin, D., Ed.; Academic Press: New York, 1979; pp 61-157.
25. Walker, F. A.; Simonis, U. In Biological Magnetic Resonance; Berliner, L. E., Reuben, J., Ed.; Plenum: NY, 1993; Vol. 12, p 132 and references therein.
26. Simonneaux, G.; Hindré, F.; Le Plouzennec, M. Inorg. Chem. 1989, 28, 823.
27. Nakamura, M.; Ikeue, T.; Fujii, H.; Yoshimura, T. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6284.
28. Nakamura, M.; Ikeue, T.; Fujii, H.; Yoshimura, T.; Tajima, K. Inorg. Chem. 1998, 37, 7, 2405.
29. Walker, F. A. In The Porphyrin Handbook; Kadish, K. M., Smith, K. M., Guilard, R., Eds.; Academic Press: San Diego, CA, 2000; Vol. 5, Chapter 36, pp 81-183.
30. Shokhirev, N. V.; Walker, F. A. J. Phys. Chem. 1995, 99, 17795.
31. La Mar, G. N.; Bold, T. J.; Satterlee, J. D. Biochim. Biophys. Acta 1977, 498, 189.
32. La Mar, G. N.; del Gaudio, J.; Frye, J. S. Biochim. Biophys. Acta 1977, 498, 422.
33. Safo, M. K.; Gupta, G. P.; Watson, C. T.; Simonis, U.; Walker, F. A.; Scheidt, W. R. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 7066.
34. Geze, C.; Legrand, N.; Bondon, A.; Simonneaux, G. Inorg. Chim. Acta 1992, 195, 73.
35. Warburg, O.; Negelein, E.; Christian, W. Biochem. Z. 1929, 214, 26.
36. Keilin, J. Biochem. J. 1949, 45, 440.
37. St. George, R.; Pauling, L. Science 1951, 114, 629.
38. Antonini, E.; Brunori, M. In Hemoglobin and Myoglobin in their Reactions with Ligands; North-Holland Pub. Co.: Amsterdam, 1971; p 34.
39. For fast kinetics studies of myoglobin, see for example refs 40-52.
40. Gibson, Q. H.; Olson, J. S.; McKinnie, R. E.; Rohlfs, R. J. J. Biol. Chem. 1986, 261, 10228.
41. Olson, J. S.; Rohlfs, R. J.; Gibson, Q. H. J. Biol. Chem. 1987, 262, 12930.
42. Belleli, A.; Blackmore, R. S.; Gibson, Q. H. J. Biol. Chem. 1990, 265, 13595.
43. Jongeward, K. A.; Magde, D.; Taube, D. J.; Marsters, J. C.; Traylor, T. G.; Sharma, V. S. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 380.
44. Wood, M. A.; Dickinson, K.; Willey, G. R.; Dodd, G. H. Biochem. J. 1987, 247, 675.
45. Olson, J. S.; Mathews, A. J.; Rohlfs, R. J.; Springer, B. A.; Egeberg, K. D.; Sligar, S. G.; Tame, J.; Renaud, J. P.; Nagai, K. Nature 1988, 336, 265.
46. Mathews, A. J.; Rohlfs, R. J.; Olson, J. S.; Tame, J.; Renaud, J. P.; Nagai, K. J. Biol. Chem. 1989, 264, 16573.
47. Rohlfs, R. J.; Mathews, A. J.; Carver, T. E.; Olson, J. S.; Springer, B. A.; Egeberg, K. D.; Sligar, S. G. J. Biol. Chem. 1990, 265, 3168.
48. Egeberg, K. D.; Springer, B. A.; Sligar, S. G.; Carver, T. E.; Rohlfs, R. J.; Olson, J. S. J. Biol. Chem. 1990, 265, 11788.
49. Carver, T. E.; Olson, J. S.; Smerdon, S. J.; Krzywda, S.; Wilkinson, A. J.; Gibson, Q. H.; Blackmore, R. S.; Ropp, J. D.; Sliger, S. G. Biochemistry 1991, 30, 4697.
50. Smerdon, S. J.; Dodson, G. G.; Wilkinson, A. J.; Gibson, Q. H.; Blackmore, R. S.; Carver, T. E.; Olson, J. S. Biochemistry 1991, 30, 6252.
51. Carver, T. E.; Brantley, R. E.; Singleton, E. W.; Arduini, R. M.; Quillin, M. L.; Phillips, G. N.; Olson, J. S. J. Biol. Chem. 1992, 267, 14443.
52. Smerdon, S. J.; Krzywda, S.; Wilkinson, A. J.; Brantley, R. E.; Carver, T. E.; Hargrove, M. S. Olson, J. S. Biochemistry 1993, 32, 5132.
53. White, R. E.; Coon, M. J. J. Biol. Chem. 1982, 257, 3073.
54. Sono, M.; Dawson, J. H.; Hall, K.; Hager, L. P. Biochemistry 1986, 25, 347.
55. Imai, Y.; Okamoto, N.; Nakahara, K.; Shoun, H. Biochim. Biophys. Acta 1997, 1337, 66.
56. Caughey, W. S.; Barlow, C. H.; O'Keeffe, D. H.; O'Toole, M. C. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1973, 206, 296-309.
57. Patel, M. J.; Kassner, R. J. Biochem. J. 1989, 262, 959.
58. For ferrous porphyrinate isocyanide derivatives, see for example refs 59-61.
59. Caughey, W. S.; Barlow, C. H.; O'Keeffe, D. H.; O'Toole, M. C. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1973, 206, 296.
60. Jameson, G. B.; Ibers, J. A. Inorg. Chem. 1979, 18, 1200.
61. Le Plouzennec, M.; Bondon, A.; Sodano, P.; Simonneaux, G. Inorg. Chem. 1986, 25, 1254.
62. For ferric porphyrin isocyanide derivatives, see for example refs 17, 26, and 34.
63. Winkler, H.; Schulz, C.; Debrunner, P. G. Phys. Lett. 1979, 69A, 360.
64. Clauser, M. J.; Blume, M. Phys. Rev. B 1971, 3, 583.
65. Schulz, C. E.; Rutter, R.; Sage, J.P.; Debrunner, P. G.; Hager, L. P. Biochemistry 1984, 23, 4743.
66. Schulz, C. E.; Nyman, P.; Debrunner, P. G. J. Chem. Phys. 1987, 87, 5076.
67. Fleischer, E. B.; Palmer, J. M.; Srivastava, T. S.; Chatterjee, A. J. Am. Chem. Soc. 1971, 93, 3162.
68. 2(p-TTP), tetrakis(p-tolyl)porphyrin; (2,6-xylylNC), 2,6-xylyl isocyanide.
69. Reed, C. A.; Mashiko, T.; Bentley, S. P.; Kasner, M. E.; Scheidt, W. R.; Spartalian, K.; Lang, G. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 2948.
70. Goff, H.; Shimomura, E. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 31.
71. Malatesta, L.; Bonati, F. Isocyanide Complexes of Metals; Wiley (Interscience): New York, 1969.
72. Singleton, E.; Oosthuizen, E. Adv. Organomet. Chem. 1983, 22, 209.
73. ENRAF-NONIUS Molecular Determination Package, Delft University, The Netherlands, 1990.
74. Sheldrick, G. M. In Crystallographic Computing 3: Data Collection, Structure Determination, Proteins and Databases; Sheldrick, G. M., Krüger, C., Goddard, R., Eds; Clarendon Press: Oxford, 1985.
75. Wickman, H. H.; Klein, M. P.; Shirley, D. A. Phys. Rev. 1966, 152, 345.
76. Trautwein, A. X.; Bill, E.; Bominaar, E. L.; Winkler, H. Struct. Bonding 1991, 78, 1.
77. Scheidt, W. R.; Reed, C. A. Chem. Rev. 1981, 81, 43.
78. Scheidt, W. R.; Lee, Y. J. Struct. Bonding (Berlin) 1987, 64, 1.
79. Sodano, P.; Simonneaux, G. Inorg. Chem. 1988, 27, 3956.
80. Evans, D. F. J. Chem. Soc. 1959, 2003.
81. For superconducting magnets, the revised equation must be used: Sur, S. K. J. Magn. Reson. 1989, 82, 169.
82. Simonneaux, G. Coord. Chem. Rev. 1997, 165, 447.
83. Oosterhuis, W. T.; Lang, G. J. Chem. Phys. 1969, 50, 4381.
84. Oosterhuis, W. T.; Lang, G. Phys. Rev. 1969, 178, 439.
85. Rhynard, D.; Lang, G.; Spartalian, K.; Yonetani, T. J. Chem. Phys. 1979, 71, 3715.
86. Lang, G. Q. Rev. Biophys. 1970, 3, 1.
87. Boyle, A. J. F.; Gabriel, J. R. Phys. Lett. 1965, 19, 451.
88. Figgis, B. N.; Lewis, J. In Techniques of Inorganic Chemistry; Jonassen, H. B., Weiss- berger, A., Eds.; Weiley Interscience: New York, 1965; Vol. IV, p 159.
89. Merrithew, P. B.; Modestino A. J. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 3361.
90. Bleany, B.; O'Brien, Proc. Phys. Soc. 1956, B69, 1216.
91. Figgis, B. N.; Gerlach, M.; Mason, B. Proc. R. Soc. 1969, A309, 91.
92. Reschke, R.; Trautwein A.; Harris, F. E.; Date, S. K. J. Magn. Magn. Mater. 1979, 12, 176.
93. Maltempo, M. M. J. Chem. Phys. 1974, 61, 2540.
94. Levin, P. D.; Brill, A. S. J. Phys. Chem. 1988, 92, 5103.
95. Horrocks, W. DeW.; Greenberg, E. S. Biochim. Biophys. Acta 1973, 322, 38; Mol. Phys. 1974, 27, 993.
96. Horrocks, W. DeW.; Greenberg, E. S. Biochim. Biophys. Acta 1973, 322, 38; Mol. Phys. 1974, 27, 993.
97. Turner, D. L. Eur. J. Biochem. 1993, 211, 563.
98. Schappacher, M.; Ricard, L.; Fischer, J.; Weiss, R.; Bill, E.; Montiel-Mantoya, R.; Winkler, H.; Trautwein, A. X. Eur. J. Biochem. 1987, 168, 419.
99. Grodzicki, M.; Flint, H.; Winkler, H.; Walker, F. A. Trautwein, A. X. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 4202.
100. Walker, F. A.; Simonis, U. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8652; 1992, 114, 1929.
101. Walker, F. A.; Simonis, U. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8652; 1992, 114, 1929.
102. Shokhirev, N. V.; Shokhireva, T. Kh.; Polam, J. R.; Watson, C. T.; Raffii, K.; Simonis, U.; Walker, F. A. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 2778.
103. Polam, J. R.; Shokhireva, T. Kh.; Raffii, K.; Simonis, U.; Walker, F. A. Inorg. Chim. Acta 1997, 263/1-2, 109.