A theoretical study of the iminoxyl/oxime self-exchange reaction. A five-center, cyclic proton-coupled electron transfer

Journal of the American Chemical Society

Volumn 127, Issue 18, 2005, Pages 6693-6699

  DiLabio, Gino A ^a   Ingold, K U ^a  

^a NONE

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CHEMICAL ACTIVATION; ELECTRON TRANSITIONS; ELECTRONIC DENSITY OF STATES; ENTHALPY; PROBABILITY DENSITY FUNCTION; REACTION KINETICS;

ACTIVATION ENTHALPIES; ELECTRON PAIRS; PROTON-COUPLED ELECTRON TRANSFER (PCET); SELF-EXCHANGE REACTIONS;

ION EXCHANGE;

IMINOXYL; OXIME; OXYGEN; PROTON; RADICAL; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; ATOM; CALCULATION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; DIPOLE; ELECTRON; ELECTRON TRANSPORT; ENERGY; ENTHALPY; MATHEMATICAL ANALYSIS; PROTON TRANSPORT;

EID: 18644375115     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja0500409     Document Type: Article

References (49)

1. Kreilick, R. W.; Weissman, S. I. J. Am. Chem. Soc. 1966, 88, 2645-2652.
2. See also: Kreilick, R. W.; Weissman, S. I. J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, 306-307.
3. Arick, M. R.; Weissman, S. I. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 1654.
4. Mader, E. A.; Larsen, A. S.; Mayer, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 8066-8067.
5. Lucarini, M.; Pedrielli, P.; Pedulli, G. F.; Cabiddu, S.; Fattuoni, C. J. Org. Chem. 1996, 61, 9259-9263.
6. Mahoney, L. R.; DaRooge, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 890-899.
7. DaRooge, M. A.; Mahoney, L. R. J. Org. Chem. 1967, 32, 1-6.
8. Mahoney, L. R.; DaRooge, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 4063-4067.
9. Howard, J. A.; Furimsky, E. Can. J. Chem. 1973, 51, 3738-3745.
10. Mahoney, L. R.; DaRooge, M. A. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 4722-4731.
11. Foti, M.; Ingold, K. U.; Lusztyk, J. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 9440-9447.
12. Chenier, J. H. B.; Furimsky, E.; Howard, J. A. Can. J. Chem. 1974, 52, 3682-3688.
13. Korcek, S.; Chenier, J. H. B.; Howard, J. A.; Ingold, K. U. Can. J. Chem. 1972, 50, 2285-2297.
14. Chenier, J. H. B.; Howard, J. A. Can. J. Chem. 1975, 53, 623-627.
15. a = 2.0 kcal/mol.
16. Snelgrove, D. W.; Lusztyk, J.; Banks, J. T.; Mulder, P.; Ingold, K. U. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 469-477.
17. Benson, S. W. Thermochemical kinetics, 2nd ed.; Wiley: New York, 1976.
18. Mayer, J. M.; Hrovat, D. A.; Thomas, J. L.; Borden, W. T. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 11142-11147.
19. 16
20. For a review of PCET, see: Mayer, J. M. Annu. Rev. Phys. Chem. 2004, 55, 363-390.
21. For some interesting PCET vs HAT papers published after this review, see, e.g., ref 1 and: Anglada, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9809-9820.
22. Olivella, S.; Anglada, J. M. Sole, A.; Bofill, J. M. Chem. Eur. J. 2004, 10, 3404-3410.
23. Rhile, I. J.; Mayer, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12718-12719.
24. Shukla, D.; Young, R. H.; Farid, S. J. Phys. Chem. A 2004, 108, 10386-10394.
25. Terecek, F.; Syrstad, E. A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3353-3369.
26. •/PhOH self-exchange is 5.8 kcal/mol higher in energy than the separated reactants.
27. 21
28. Griller, D.; Ingold, K. U. J. Am. Chum. Soc. 1974, 96, 630-632.
29. Mendenhall, G. D.; Ingold, K. U. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 627-628.
30. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5642.
31. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
32. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery, Jr., J. A.; Vreven, T.; Kudin, K. N.; Burant, J. C.; Millam, J. M.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Barone, V.; Mennucci, B.; Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Kiene, M.; Li, X.; Knox, J. E.; Hratchian, H. P.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.1, Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Ayala, P. Y.; Morokuma, K.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Zakrzewski, V. G.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Strain, M. C.; Farkas, O.; Malick, D. K.; Rabuck, A. D.; Raghavachari, K.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cui, Q.; Baboul, A. G.; Clifford, S.; Cioslowski, J.; Stefanov, B. B.; Liu, G.; Liashenko, A.; Piskorz, P.; Komaromi, L; Martin, R. L.; Fox, D. J.; Keith, T.; Al-Laham, M. A.; Peng, C. Y.; Nanayakkara, A.; Challacombe, M.; Gill, P. M. W.; Johnson, B.; Chen, W.; Wong, M. W.; Gonzalez, C.; and Pople, J. A. Gaussian 03, Revision C.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
33. DiLabio, G. A. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 11414-11424.
34. Thomas, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 1446-1447.
35. Symons, M. C. R. J. Chem. Soc. 1965, 2276-2277.
36. Fox, W. M.; Symons M. C. R. J. Chem. Soc. A 1966, 1503-1507.
37. See, for example: (a) Gilbert, B. C.; Norman, R. O. C.; Price, D. C. Proc. Chem. Soc. 1964. 234,
38. (b) Lemaire, H.; Rassat, A. Tetrahedron Lett. 1964, 2245-2248.
39. (c) Gilbert, B. C.; Norman, R. O. C. J. Chem. Soc. B 1966, 86-91.
40. (d) Brokenshire, J. L.; Roberts, J. R.; Ingold, K. U. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 7040-7049
41. (e) Dobashi, T. S.; Parker, D. R.; Grubbs, E. J. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5382-5387.
42. (f) Mackor, A. J. Org. Chem. 1978, 43, 3241-3243.
43. (g) Lucarini, M.; Pedulli, G. F.; Alberti, A. J. Org. Chem. 1994, 59, 1980-1983.
44. Pratt, D. A.; Blake, J. A.; Mulder, P.; Walton, J. C.; Korth, K-G.; Ingold, K. U. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10667-10675.
45. Lindsay, D.; Horswill, E. C.; Davidson, D. W.; Ingold, K. U. Can. J. Chem. 1974, 52, 3554-3556.
46. 2C=NOH, 1.41 Å, 116.2°.
47. Ingold, K. U.; Brownstein, S. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 1817-1818.
48. That is, rotation of the iminoxyl radical through 90° gives a structure with a hydrogen bond energy of 3.7 kcal/mo!.
49. Mendenhall, G. D.; Ingold K. U. J. Am. Chem. Soc. 1973, 95, 2963-2971.