Influence of energetics and electronic coupling on through-bond and through-space electron transfer within U-shaped donor-bridge-acceptor arrays

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 108, Issue 29, 2004, Pages 10309-10316

  Weiss, Emily A ^a   Sinks, Louise E ^a   Lukas, Aaron S ^a   Chernick, Erin T ^a   Ratner, Mark A ^a   Wasielewski, Michael R ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DONOR-BRIDGE-ACCEPTOR ARRAYS; ELECTRON TRANSFER; ELECTRONIC COUPLINGS; ENERGETICS;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; AROMATIC COMPOUNDS; CHEMICAL BONDS; CHROMOPHORES; ELECTROMAGNETS; MAGNETIC FIELDS; MATHEMATICAL MODELS; OXIDATION; POLYNOMIALS; QUENCHING; REDUCTION;

ELECTRON TRANSITIONS;

EID: 3442901642     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp037756f     Document Type: Article

References (61)

1. Deisenhofer, J.; Epp, O.; Miki, K.; Huber, R.; Michel, H. J. Mol. Biol. 1984, 180, 385.
2. Witt, H. T. Adv. Photosyn. 1996, 4, 363.
3. Fromme, P.; Kern, J.; Loll, B.; Biesiadka, J.; Saenger, W.; Witt, H. T.; Krauss, N.; Zouni, A. Philos. Trans. R. Soc. London, B 2002, 357, 1337.
4. Oevering, H.; Paddon-Row, M. N.; Heppener, M.; Oliver, A. M.; Cotsaris, E.; Verhoeven, J. W.; Hush, N. S. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3258.
5. Rodriguez, J.; Kirmaier, C.; Johnson, M. R.; Friesner, R. A.; Holten, D. ; Sessler, J. L. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 1652.
6. Wasielewski, M. R. Chem. Rev. 1992, 92, 435.
7. Gosztola, D.; Wang, B.; Wasielewski, M. R. J. Photochem. Photobiol. A: Chem. 1996, 102, 71.
8. Jolliffe, K. A.; Bell, T. D. M.; Ghiggino, K. P.; Langford, S. J.; Paddon-Row: M. N. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1998, 37, 916.
9. Seischab, M.; Lodenkemper, T.; Stockmann, A.; Schneider, S.; Koeberg, M. ; Roest, M. R.; Verhoeven, J. W.; Lawson, J. M.; Paddon-Row: M. N. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2, 1889.
10. Lokan, N. R.; Paddon-Row, M. N.; Koeberg, M.; Verhoeven, J. W. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5075.
11. Armspach, D.; Matt, D.; Harriman, A. Eur. J. Inorg. Chem. 2000, 6, 1147.
12. Hu, Y.-Z.; Bossmann, S. H.; van Loyen, D.; Schwarz, O.; Durr, H. Chem. Eur. J. 1999, 5, 1267.
13. Linke, M.; Chambron, J.-C.; Heitz, V.; Sauvage, J.-P. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 11329.
14. Kumar, K.; Lin, Z.; Waldeck, D. H.; Zimmt, M. B. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 243.
15. Han, H.; Zimmt, M. B. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 8001.
16. Lawson, J. M.; Paddon-Row, M. N.; Schuddeboom, W.; Warman, J. M.; Clayton, A. H. A.; Ghiggino, K. P. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13099.
17. Head, N. J.; Oliver, A. M.; Look, K.; Lokan, N. R.; Jones, G. A.; Paddon-Row: M. N. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1999, 38, 3219.
18. Bell, T. D. M.; Jolliffe, K. A.; Ghiggino, K. P.; Oliver, A. M.; Shepard, M. J.; Langford, S. J.; Paddon-Row, M. N. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10661.
19. Kaplan, R. W.; Napper, A. M.; Waldeck, D. H.; Zimmt, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 12039.
20. Osuka, A.; Marumo, S.; Mataga, N.; Taniguchi, S.; Okada, T.; Yamzaki, I. ; Nishimura, Y.; Ohno, T.; Nozaki, K. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 155.
21. Osuka, A.; Mataga, N.; Okada, T. Pure Appl. Chem. 1997, 69, 797.
22. Wiederrecht, G. P.; Watanabe, S.; Wasielewski, M. R. Chem. Phys. 1993, 176, 601.
23. Johnson, D. G.; Niemczyk, M. P.; Minsek, D. W.; Wiederrecht, G. P.; Svec, W. A.; Gaines, G. L., III; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5692.
24. Kuciauskas, D.; Liddell, P. A.; Hung, S.-C.; Lin, S.; Stone, S.; Seely, G. R.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 429.
25. Sessler, J. L.; Johnson, M. R.; Lin, T.-Y. Tetrahedron 1989, 45, 4767.
26. Wasielewski, M. R.; Niemczyk, M. P.; Johnson, D. G.; Svec, W. A.; Minsek, D. W. Tetrahedron 1989, 45, 4785.
27. Lee, S.-J.: DeGraziano, J. M.; Macpherson, A. N.; Shin, E.-J.; Kerrigan, P. K.; Seely, G. R.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D. Chem. Phys. 1993, 176, 321.
28. Greenfield, S. R.; Svec, W. A.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6767.
29. Lukas, A. S.; Bushard, P. J.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2074.
30. Hamann, B. C.; Branda, N. R.; Rebek, J., Jr. Tetrahedron Lett. 1993, 34, 6837.
31. AM1 calculations were performed using HyperChem(TM), Hypercube, Inc.: Gainesville, FL.
32. Saha, S,: Samanta, A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4763.
33. Sinks, L. E.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 611.
34. Haberkorn, R.; Michel-Beyerle, M. E. Biophys. J. 1979, 26, 489.
35. Haberkorn, R.; Michel-Beyerle, M. E.; Marcus, R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1979, 76, 4185.
36. Hoff, A. J. Photochem. Photobiol. 1986, 43, 727.
37. Hoff, A. J.; Rademaker, H.; Van Grondelle, R.; Duysens, L. N. M. Biochim. Biophys. Acta 1977, 460, 547.
38. Michel-Beyerle, M. E.; Scheer, H.; Seidlitz, H.; Tempus, D. FEBS Lett. 1979, 110, 129.
39. Hore, P. J.; Hunter, D. A.; McKie, C. D. Chem. Phys. Lett. 1987, 137, 495.
40. Blankenship, R. E.; Schaafsma, T. J.; Parson, W. W. Biochim. Biophys. Acta 1977, 461, 297.
41. Mori, Y.; Sakaguchi, Y.; Hayashi, H. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4896.
42. Schulten, K.; Staerk, H.; Weller, A.; Werner, H.; Nickel, B. Z. Phys. Chem. N.F. 1976, 101, 371.
43. Till, U.; Hore, P. J. Mol. Phys. 1997, 90, 289.
44. Weller, A.; Nolting, F.; Staerk, H. Chem. Phys. Lett. 1983, 96, 24.
45. Weller, A.; Staerk, H.; Treichel, R. Faraday Discuss., Chem. Soc. 1984, 78, 271.
46. Weiss, E. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3639.
47. Weiss, E. A.; Ahrens, M. J.; Sinks, L. E.; Gusev, A. V.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5577.
48. Lukas, A. S.; Bushard, P. J.; Weiss, E. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3921.
49. Debreczeny, M.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R. New J. Chem. 1996, 20, 815.
50. Wiederrecht, G. P.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R.; Galili, T.; Levanon, H. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 7726.
51. Giaimo, J. M.; Gusev, A. V.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc 2002, 124, 8530.
52. Wiederrecht, G. P.; Niemczyk, M.; Svec, W.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8.
53. Weller, A. Z. Z. Phys. Chem. 1982, 133.
54. Marcus, R. A.; Sutin, N. Biochim. Biophys. Acta 1985, 811, 265.
55. Kimura, K.; Yoshinaga, K.; Tsubomura, H. J. Phys. Chem. 1967, 71, 4485.
56. Hester, R. E.; Williams, K. P. J. J. Chem. Soc., Perkin Trans. 2 1982, 559.
57. Gosztola, D.; Niemczyk, M. P.; Svec, W. A.; Lukas, A. S.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 6545.
58. Wiederrecht, G. P.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R.; Galili, T.; Levanon, H. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9715.
59. -̇ in 9 is most likely due to low amplitude torsional motions about the C-N bond at the 4-position of 6ANI, ref 33, and cannot be easily resolved in most other cases discussed here, so that monoexponential charge separation kinetics are usually observed.
60. Marcus, R. J. Chem. Phys. 1965, 43, 679.
61. CRC handbook of chemistry and physics., 81 ed.; CRC Press: Boca Raton, FL.