Dioxygen binding to complexes with FeII2(μOH) 2 cores: Steric control of activation barriers and O 2-adduct formation

Inorganic Chemistry

Volumn 44, Issue 1, 2005, Pages 85-99

  Kryatov, Sergey V ^a   Taktak, Sonia ^a   Korendovych, Ivan V ^a   Rybak Akimova, Elena V ^a   Kaizer, József ^b   Torelli, Stéphane ^b   Shan, Xiaopeng ^b   Mandal, Sanjay ^b   MacMurdo, Vicki L ^b   Mairata I Payeras, Antoni ^b   Que Jr , Lawrence ^b  

^a TUFTS UNIVERSITY   (United States)

^b UNIVERSITY OF MINNESOTA   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

IRON COMPLEX; OXYGEN;

ARTICLE; CATALYSIS; CHEMICAL STRUCTURE; COMPLEX FORMATION; CYCLIC POTENTIOMETRY; ELECTROSPRAY MASS SPECTROMETRY; OXIDATION REDUCTION POTENTIAL; STEREOSPECIFICITY; TITRIMETRY; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

CRYSTALLOGRAPHY, X-RAY; ELECTROCHEMISTRY; FERROUS COMPOUNDS; LIGANDS; MODELS, CHEMICAL; MOLECULAR CONFORMATION; MOLECULAR STRUCTURE; OXYGEN;

EID: 19944429115     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic0485312     Document Type: Article

References (80)

1. Wallar, B. J.; Lipscomb, J. D. Chem. Rev. 1996, 96, 2625-2657.
2. Solomon, E. I.; Brunold, T. C.; Davis, M. I.; Kemsley, J. N.; Lee, S.-K.; Lehnen, N.; Neese, F.; Skulan, A. J.; Yang, Y.-S.; Zhou, J. Chem. Rev. 2000, 100, 235-349.
3. Lee, D.; Lippard, S. J. Nonheme Di-iron Enzymes. In Comprehensive Coordination Chemistry II; McCleverty, J. A., Meyer, T. J., Eds.; Elsevier: Oxford, U.K., 2004; Vol. 8, pp.309-342.
4. Stenkamp, R. E. Chem. Rev. 1994, 94, 715-726.
5. Stubbe, J.; Riggs-Gelasco, P. Trends Biochem. Sci. 1998, 23, 438-443.
6. Broadwater, J. A.; Haas, J. A.; Fox, B. G. Fett/Lipid 1998, 100, 103-113.
7. Merkx, M.; Kopp, D. A.; Sazinsky, M. H.; Blazyk, J. L.; Müller, J.; Lippard, S. J. Angew. Chem., Int. Ed. 2001, 40, 2782-2807.
8. Shanklin, J.; Whittle, E. FEBS Lett. 2003, 545, 188-192.
9. Broadwater, J. A.; Ai, J.; Loehr, T. M.; Sanders-Loehr, J.; Fox, B. G. Biochemistry 1998, 37, 14664-14671.
10. Moënne-Loccoz, P.; Baldwin, J.; Ley, B. A.; Loehr, T. M.; Bollinger, J. M., Jr. Biochemistry 1998, 37, 14659-14663.
11. Que, L., Jr.; Dong, Y. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 190-196.
12. Que, L., Jr.; Tolman, W. B. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 1114-1137.
13. Suzuki, M.; Furutachi, H.; Okawa, H. Coord. Chem. Rev. 2000, 200-202, 105-129.
14. Du Bois, J.; Mizoguchi, T. J.; Lippard, S. J. Coord. Chem. Rev. 2000, 200-202, 443-485.
15. Tolman, W. B.; Que, L., Jr. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2002, 653-660.
16. Ookubo, T.; Sugimoto, H.; Nagayama, T.; Masuda, H.; Sato, T.; Tanaka, K.; Maeda, Y.; Okawa, H.; Hayashi, Y.; Uehara, A.; Suzuki, M. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 701-702.
17. Sugimoto, H.; Nagayama, T.; Maruyama, S.; Fujinami, S.; Yasuda, Y.; Suzuki, M.; Uehara, A. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1998, 71, 2267-2279.
18. Kim, K.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 4914-4915.
19. Dong, Y.; Yan, S.; Young, V. G., Jr.; Que, L., Jr. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1996, 35, 618-620.
20. Kitajima, N.; Tamura, N.; Amagai, H.; Fukui, H.; Moro-oka, Y.; Mizutani, Y.; Kitagawa, T.; Mathur, R.; Heerwegh, K.; Reed, C. A.; Randall, C. R.; Que, L., Jr.; Tatsumi, K. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 9071-9085.
21. Hayashi, Y.; Kayatani, T.; Sugimoto, H.; Suzuki, M.; Inomata, K.; Uehara, A.; Muzitani, Y.; Kitagawa, T.; Maeda, Y. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 11220-11229.
22. (a) Feig, A. L.; Becker, M.; Schindler, S.; van Eldik, R.; Lippard, S. J. Inorg. Chem. 1996, 35, 2590-2601.
23. (b) Feig, A. L.; Becker, M.; Schindler, S.; van Eldik, R.; Lippard, S. J. Inorg. Chem. 2003, 42, 3704.
24. Herold, S.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 145-156.
25. LeCloux, D. D.; Barrios, A. M.; Lippard, S. J. Bioorg. Med. Chem. 1999, 7, 763-772.
26. Mizoguchi, T. J.; Kuzelka, J.; Spingler, B.; DuBois, J. L.; Davydov, R. M.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Lippard, S. J. Inorg. Chem. 2001, 40, 4662-4673.
27. MacMurdo, V. L.; Zheng, H.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 2000, 39, 2254-2255.
28. Kryatov, S. V.; Rybak-Akimova, E. V.; MacMurdo, V. L.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 2001, 40, 2220-2228.
29. Costas, M.; Cady, C. W.; Kryatov, S. V.; Ray, M.; Ryan, M. J.; Rybak-Akimova, E. V.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 2003, 42, 7519-7530.
30. Kryatov, S. V.; Chavez, F. A.; Reynolds, A. M.; Rybak-Akimova, E. V.; Que, L., Jr.; Tolman, W. B. Inorg. Chem. 2004, 43, 2141-2150.
31. Tyeklar, Z.; Jacobson, R. R.; Wei, N.; Murthy, N. N.; Zubieta, J.; Karlin, K. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 2677-2689.
32. Da Mota, M. M.; Rodgers, J.; Nelson, S. M. J. Chem. Soc. A 1969, 2036-2044.
33. Wei, N.; Murphy, N. N.; Narasimba, N.; Chen, Q.; Zubieta, J.; Karlin, K. D. Inorg. Chem. 1994, 33, 1953-1965.
34. Battino, R. Oxygen and Ozone; Battino, R., Ed.; Pergamon Press: New York, 1981; Vol. 8.
35. Achord, J. M.; Hussey, C. L. Anal. Chem. 1980, 52, 601-602.
36. Sawyer, D. T.; Chiericato, G.; Angelis, C. T.; Nanni, E. J.; Tsuchiya, T. Anal. Chem. 1982, 54, 1720-1724.
37. SHELXTL 5.10 (PC/NT-Version). Program library for Structure Solution and Molecular Graphics; Bruker Analytical X-ray Systems: Madison, WI, 1998.
38. Sheldrick, G. M. SHELXL-97. Program for the Refinement of Crystal Structure; University of Gottingen: Gottingen, Germany, 1997.
39. Gagné, R. R.; Koval, C. A.; Lisensky, G. C. Inorg. Chem. 1980, 19, 2854-2855.
40. Zang, Y.; Kim, J.; Dong, Y.; Wilkinson, E. C.; Appelman, E. H.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 4197-4205.
41. He, C.; Lippard, S. J. Inorg. Chem. 2001, 40, 1414-1420.
42. Kuzelka, J.; Mukhopadhyay, S.; Spingler, B.; Lippard, S. J. Inorg. Chem. 2003, 42, 6447-6457.
43. Kisko, J. L.; Hascall, T.; Parkin, G. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10561-10562.
44. Kitajima, N.; Tamura, N.; Tanaka, M.; Moro-oka, Y. Inorg. Chem. 1992, 31, 3342-3343.
45. Stubna, A.; Jo, D.-H.; Costas, M.; Brenessel, W. W.; Andres, H.; Bominaar, E. L.; Münck, E.; Que, L., Jr. Inorg. Chem. 2004, 43, 3067-3079.
46. Hartman, J. R.; Rardin, R. L.; Chaudhuri, P.; Pohl, K.; Wieghardt, K.; Nuber, B.; Weiss, J.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 7387-7396.
47. Hikichi, S.; Ogihara, T.; Fujisawa, K.; Kitajima, N.; Akita, M.; Morooka, Y. Inorg. Chem. 1997, 36, 4539-4547.
48. Stassinopoulos, A.; Schulte, G.; Papaefthymiou, G. C.; Caradonna, J. P. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 8686-8697.
49. Mukerjee, S.; Stassinopoulos, A.; Caradonna, J. P. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 8097-8098.
50. Suzuki, M.; Uehara, A.; Oshio, H.; Endo, K.; Yanaga, M.; Kida, S.; Saito, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1987, 60, 3547-3555.
51. Suzuki, M.; Oshio, H.; Uehara, A.; Endo, K.; Yanaga, M.; Kida, S.; Saito, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1988, 61, 3907-3913.
52. Suzuki, M.; Fujinami, S.; Hibino, T.; Hori, H.; Maeda, Y.; Uehara, A.; Suzuki, M. Inorg. Chim. Acta 1998, 283, 124-135.
53. Mashuta, M. S.; Webb, R. J.; Oberhausen, K. J.; Richardson, J. F.; Buchanan, R. M.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 2745-2746.
54. Borovik, A. S.; Papaefthymiou, V.; Taylor, L. F.; Anderson, O. P.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 6183-6195.
55. Buchanan, R. M.; Mashuta, M. S.; Richardson, J. F.; Oberhausen, K. J.; Hendrickson, D. N.; Webb, R. J.; Nanny, M. A. Inorg. Chem. 1990, 29 (9), 1299-1301.
56. Lee, D.; Krebs, C.; Huynh, B. H.; Hendrich, M. P.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5000-5001.
57. Ohsaka, T.; Tsushima, M.; Tokuda, K. Bioelectrochem. Bioenerg. 1993, 31, 289-300.
58. Vasudevan, D.; Wendt, H. J. Electroanal. Chem. 1995, 192, 69-74.
59. Peover, M. E.; White, B. S. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1965, 183-184.
60. Ruiz, J.; Astruc, D. C. R. Acad. Sci., Ser. IIc: Chim. 1998, 1, 21-27.
61. Armstrong, W. H.; Spool, A.; Papaefthymiou, G. C.; Frankel, R. B.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 3653-3667.
62. Costas, M.; Que, L., Jr. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2179-2181.
63. Diebold, A.; Hagen, K. S. Inorg. Chem. 1998, 37, 215-223.
64. Chen, K.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 6327-6337.
65. Comba, P.; Sickmüller, A. F. Inorg. Chem. 1997, 36, 4500-4507.
66. Gutmann, V. Struct. Bonding 1973, 15, 141-166.
67. Lever, A. B. P. Inorg. Chem. 1990, 29, 1271-1285.
68. Dong, Y.; Zang, Y.; Shu, L.; Wilkinson, E. C.; Que, L., Jr.; Kauffmann, K.; Münck, E. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 12683-12684.
69. Kodera, M.; Taniike, Y.; Itoh, M.; Tanahashi, Y.; Shimakoshi, H.; Kano, K.; Hirota, S.; Iijima, S.; Ohba, M.; Okawa, H. Inorg. Chem. 2001, 40, 4821-4822.
70. Zheng, H.; Zang, Y.; Dong, Y.; Young, V. G., Jr.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2226-2235.
71. Marcus, R. A. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1993, 32, 1111-1121.
72. Mandon, D.; Machkour, A.; Goetz, S.; Welter, R. Inorg. Chem. 2002, 41, 5364-5372.
73. Brunold, T. C.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 8288-8295.
74. Girerd, J.-J.; Banse, F.; Simaan, A. J. Struct. Bonding 2000, 97.
75. Carson, E. C.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 3412-3413.
76. Voegtli, W. C.; Khidekel, N.; Baldwin, J.; Ley, B. A.; Bollinger, J. M., Jr.; Rosenzweig, A. C. J. Am. Chem. Soc. 2000,122, 3255-3261.
77. Lee, S.-K.; Lipscomb, J. D. Biochemistry 1999, 38, 4423-4432.
78. Sono, M.; Roach, M. P.; Coulter, E. D.; Dawson, J. H. Chem. Rev. 1996, 96, 2841-2888.
79. Harris, D. L.; Loew, G. H. J. Am. Chem. Soc. 1998,120, 8941-8948.
80. Loew, G. H.; Harris, D. L. Chem. Rev. 2000, 100, 407-420.