Controlling electron transfer dynamics in donor-bridge-acceptor molecules by increasing unpaired spin density on the bridge

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 111, Issue 24, 2007, Pages 6728-6737

  Chernick, Erin T ^a   Mi, Qixi ^a   Vega, Amy M ^a   Lockard, Jenny V ^a   Ratner, Mark A ^a   Wasielewski, Michael R ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMIDES; CHARGE TRANSFER; ELECTRONIC STATES; EXCHANGE INTERACTIONS; GROUND STATE; NAPHTHALENE;

ACCEPTOR MOLECULES; CHARGE RECOMBINATION; INTERSYSTEM CROSSING; SPIN DENSITY;

SPIN DYNAMICS;

EID: 34547492814     PISSN: 15206106     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp068741v     Document Type: Article

References (95)

1. Wasielewski, M. R. J. Org. Chem. 2006, 71, 5051-5066.
2. Benniston, A. C.: Harriman, A. Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 169-179.
3. Wasielewski, M. R. Chem. Rev. 1992, 92, 435-461.
4. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2001, 34, 40-48.
5. Hush, N. S.; Paddon-Row, M. N.; Cotsaris, E.; Oevering, H.; Verhoeven, J. W.; Heppener, M. Chem. Phys. Lett. 1985, 117, 8-11.
6. 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, 3258-3269.
7. Paddon-Row, M. N.; Verhoeven, J. W. New J. Chem. 1991, 15, 107-116.
8. Warman, J. M.; Smit, K. J.: Jonker, S. A.; Verhoeven, J. W.; Oevering, H.; Kroon, J.; Paddon-Row, M. N.: Oliver, A. M. Chem. Phys. 1993, 170, 359-380.
9. Guldi, D. M.; Maggini, M.; Scorrano, G.; Prato, M. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 974-980.
10. Pullen, S. H.; Edington, M. D.; Studer-Martinez, S. L.; Simon, J. D.; Staab, H. A. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 2740-2743.
11. Newton, M. D. Int. J. Quantum Chem. 2000, 77, 255-263.
12. Guldi, D. M.; Swartz, A.; Luo. C.; Gomez, R.; Segura, J. L.; Martin, N. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10875-10886.
13. Napper, A. M.; Head, N. J.: Oliver. A. M.; Shephard, M. J.; Paddon-Row, M. N.; Read. I.; Waldeck, D. H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 10171-10181.
14. Sutin, N.; Brunschwig, B. S.; Creutz, C. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 10687-10690.
15. Paddon-Row, M. N. Aust. J. Chem. 2003, 56, 729-748.
16. Oosterbaan, W. D.; Koper, C.; Braam, T. W.; Hoogesteger, F. J.; Piet, J. J.; Jansen, B. A. J.; Van Walree, C. A.; Van Ramesdonk, H. J.; Goes, M.; Verhoeven, J. W.; Schuddeboom, W.; Warman, J. M.; Jenneskens, L. W. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3612-3624.
17. Liu, M.; Waldeck, D. H.; Oliver, A. M.; Head, N. J.; Paddon-Row, M. N. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10778-10786.
18. Sutin, N.; Brunschwig, B. S.; Creutz, C.; Feldberg, S. W. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 12092-12102.
19. Weiss, E. A.; Ahrens, M. J.; Sinks, L. E.; Gusev, A. V.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5577-5584.
20. Weiss, E. A.; Tauber, M. J.; Kelley, R. F.; Ahrens, M. J.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11842-11850.
21. Dance, Z. E. X.; Mi, Q.; McCamant, D. W.; Ahrens, M. J.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 25163-25173.
22. Ljungdahl, T.; Pettersson, K.; Albinsson, B.; Martensson, J. Eur. J. Org. Chem. 2006, 3087-3096.
23. Eng, M. P.; Ljungdahl, T.; Mrtensson, J.; Albinsson, B. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 6483-6491.
24. Pettersson, K.; Wiberg, J.; Ljungdahl, T.; Mrtensson, J.; Albinsson, B. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 319-326.
25. Prisner, T.; Dobbert, O.; Dinse, K. P.; van Willigen, H. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1622-1623.
26. Angerhofer, A.; Toporowicz, M.; Bowman, M. K.; Norris, J. R.; Levanon, H. J. Phys. Chem. 1988, 92, 7164-7166.
27. Hayashi, H. Introduction to Dynamic Spin Chemistry: Magnetic Field Effects upon Chemical and Biochemical Reactions; World Scientific: Singapore, 2004.
28. Buchachenko, A. L.; Ruban, L. V.; Step, E. N.; Turro, N. J. Chem. Phys. Lett. 1995, 233, 315-318.
29. Vlassiouk, I.; Smirnov, S.; Kutzki, O.; Wedel, M.; Montforts, F. P. J. Phys. Chem. B 2002, 1-6, 8657-8666.
30. Smimov, S.; Vlassiouk, I.; Kutzki, O.; Wedel, M.; Montforts, F. P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 4212-4213.
31. Buchachenko, A. L.; Berdinsky. V. L. Chem. Rev. 2002, 102, 603-612.
32. Volkova, O. S.; Taraban, M. B.; Plyusnin, V. F.; Leshina, T. V.; Egorov, M. P.; Nefedov, O. M. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 4001-4005.
33. Mori, Y.; Sakaguchi, Y.; Hayashi, H. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 4453-4467.
34. Mori, Y.; Sakaguchi, Y.: Hayashi, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2001, 74, 293-304.
35. Ishii, K.; Hirose, Y.; Kobayashi, N. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 1986-1990.
36. Ishii, K.; Hirose, Y.; Fujitsuka, H.; Ito, O.; Kobayashi, N. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 702-708.
37. Weiss, E. A.; Chernick, E. T.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2326-2327.
38. Chernick, E. T.: Mi, Q.; Kelley, R. F.; Weiss, E. A.; Jones, B. A.; Marks, T. J.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4356-4364.
39. Mi, Q.; Chernick, E. T.; McCamant, D. W.; Weiss, E. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 7323-7333.
40. Davis, M. S.; Kreilick, R. W.; Morokuma, K. J. Am. Chem. Soc. 1972, 94, 5588-5592.
41. Lukas, A. S.; Bushard, P. J.; Weiss, E. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3921-3930.
42. Shaakov, S.; Galili, T.; Stavitski, E.; Levanon, H.; Lukas, A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6563-6572.
43. Shultz, D. A.; Gwaltney, K. P.: Lee, H. J. Org. Chem. 1998, 63, 769-774.
44. Iida, T.; Ohshita, J.; Uemura, T.; Fukuoka, H.; Ohta, N.; Komaguchi, K.; Itagaki, Y.; Shiotani, M.; Yamanaka, S.; Kunai, A. Silicon Chem. 2002, 383-389.
45. Giaimo, J. M.; Gusev, A. V.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc: 2002, 124, 8530-8531.
46. Schweiger, A.; Jeschke, G. Principles of pulsed electron paramagnetic resonance; Oxford: Oxford, 2001.
47. Greenfield, S. R.; Svec, W. A.; Gosztola, D.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 6767-6777.
48. Debreczeny, M. P.; Svec, W. A.; Marsh, E. M.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 8174-8175.
49. Suga, T.; Pu, Y. J.; Oyaizu, K.; Nishide, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2004, 77, 2203-2204.
50. Kobori, Y.; Sekiguchi, S.; Akiyama, K.; Tero-Kubota, S. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 5416-5424.
51. Paddon-Row, M. N.; Shephard, M. J. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 2935-2944.
52. Volk, M.; Haberle, T.; Feick, R.; Ogrodnik, A.; Michel-Beyerle, M. E. J. Phys. Chem. 1993, 97, 9831-9836.
53. Weller, A.; Staerk, H.; Treichel, R. Faraday Discuss. Chem. Soc. 1984, 78, 271-278.
54. Hoff, A. J.; Gast, P.; van der Vos, R.; Franken, E. M.; Lous, E. J. Z Phys. Chem. 1993, 180, 175-192.
55. Till, U.; Hore, P. J. Mol. Phys. 1997, 90, 289-296.
56. Steiner, U. E.; Ulrich, T. Chem. Rev. 1989, 89, 51-147.
57. Schulten, K.; Staerk, H.; Weller, A.; Werner, H. J.; Nickel, B. Z. Phys. Chem. 1976, 101, 371-390.
58. Tanimoto, Y.; Okada, N.; Itoh, M.; Iwai, K.; Sugioka, K.; Takemura, F.; Nakagaki, R.; Nagakura, S. Chem. Phys. Lett. 1987, 136, 42-46.
59. Sakaguchi, Y.; Hayashi, H. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 549-555.
60. Werner, U.; Kuhnle, W.; Staerk, H. J. Phys. Chem. 1993, 97, 9280-9287.
61. Weiss, E. A.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. A 2003, 107, 3639-3647.
62. Tadjikov, B.; Smirnov, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 204-212.
63. Tsentalovich, Y. P.; Morozova, O. B.; Avdievich, N. I.; Ananchenko, G. S.; Yurkovskaya, A. V.; Ball, J. D.; Forbes, M. D. E. J. Phys. Chem. A 1997, 101, 8809-8816.
64. Blankenship, R. E.; Schaafsma, T. J.; Parson, W. W. Biochim. Biophys. Acta 1977, 461, 297-305.
65. Plato, M.; Möbius, K.; Michel-Beyerle, M. E.; Bixon, M.; Jortner, J. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 7279-7285.
66. Werner, H.-J.; Schulten, K.; Weller, A. Biochim. Biophys. Acta 1978, 502, 255-268.
67. Norris, J. R.; Bowman, M. K.; Budil, D. E.; Tang, J.; Wraight, C. A.; Closs, G. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1982, 79, 5532-5536.
68. Yamauchi, S. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2004, 77, 1255-1268.
69. Haberkorn, R.; Michel-Beyerle, M. E. Biophys. J. 1979, 26, 489-498.
70. Hoff, A. J.; Rademaker, H.; Van Grondelle, R.; Duysens, L. N. M. Biochim. Biophys. Acta 1977, 460, 547-554.
71. Mori, Y.; Sakaguchi, Y.; Hayashi, H. J. Phys. Chem. A 2000, 104, 4896-4905.
72. Wegner, M.; Fischer, H.; Grosse, S.; Vieth, H. M.; Oliver, A. M.; Paddon-Row, M. N. Chem. Phys. 2001, 264, 341.
73. Hasharoni, K.; Levanon, H.; Greenfield, S. R.; Gosztola, D. J.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8055-8056.
74. Closs, G. L.; Forbes, M. D. E.; Norris, J. R. J. Phys. Chem. 1987, 91, 3592-3599.
75. Kobori, Y.; Kawai, A.; Obi, K. J. Phys. Chem. 1994, 98, 6425-6429.
76. Shaakov, S.; Galili, T.; Stavitski, E.; Levanon, H.; Lukas, A. S.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6563-6572.
77. Hasharoni, K.; Levanon, H.; Greenfield, S. R.; Gosztola, D. J.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 10228-10235.
78. McLauchlan, K. A. In Modem pulsed and continuous-wave electron spin resonance; Kevan, L., Bowman, M. K., Eds.; Wiley: New York, 1990, pp 285-363.
79. Wiederrecht, G. P.; Svec, W. A.; Wasielewski, M. R.; Galili, T.; Levanon, H. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9715-9722.
80. Hoytink, G. J. Acc. Chem. Res. 1969, 2, 114-120.
81. Weiss, E. A.; Tauber, M. J.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6052-6061.
82. Weiss, E. A.; Sinks, L. E.; Lukas, A. S.; Chernick, E. T.; Ratner, M. A.; Wasielewski, M. R. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 10309-10316.
83. Hoff, A. J.; Gast, P. J. Phys. Chem. 1979, 83, 3355-3358.
84. Gast, P.; Hoff, A. J. Biochim. Biophys. Acta 1979, 548, 520-535.
85. Muus, L. T.; Atkins, P. W.; McLauchlan, K. A.; Pedersen, J. B. Chemically induced magnetic polarization; Reidel: Dordrecht, Boston, 1977.
86. Norris, J. R.; Morris, A. L.; Thurnauer, M. C.; Tang, J. J. Chem. Phys. 1990, 92, 4239-4249.
87. Blattler, C.; Jent, F.; Paul, H. Chem. Phys. Lett. 1990, 166, 375-380.
88. Kawai, A.; Okutsu, T.; Obi, K. J. Phys. Chem. 1991, 95, 9130-9134.
89. Goudsmit, G. H.; Paul, H.; Shushin, A. I. J. Phys. Chem. 1993, 97, 13243-13249.
90. Corvaja, C.; Maggini, M.; Prato, M.: Scorrano, G.; Venzin, M. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117, 8857-8858.
91. Ishii, K.; Fujisawa, J.; Ohba, Y.; Yamauchi, S. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 13079-13080.
92. Fujisawa, J.; Ishii, K.; Ohba, Y.; Yamauchi, S.; Fuhs, M.; Möbius, K. J. Phys. Chem. A 1999, 103, 213-216.
93. Blank, A.; Levanon, H. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 4799-4807.
94. Conti, F.; Corvaja, C.; Maggini, M.; Scorrano, G.; Ceroni, P.; Paolucci, F.; Roffia, S. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 3518-3525.
95. Kobori, Y.; Takeda, K.; Tsuji, K.; Kawai, A.; Obi, K. J. Phys. Chem. A 1998, 102, 5160-5170.