Theoretical studies on the redox potentials of Fe dinuclear complexes as models for hydrogenase

Inorganic Chemistry

Volumn 47, Issue 20, 2008, Pages 9228-9237

  Roy, Lindsay E ^a   Batista, Enrique R ^a   Hay, P Jeffrey ^a  

^a LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

HYDROGENASE; IRON; SOLVENT;

ARTICLE; CHEMICAL MODEL; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; CONFORMATION; ELECTRON; METABOLISM; OXIDATION REDUCTION REACTION; QUANTUM THEORY;

ELECTRONS; HYDROGENASE; IRON; MODELS, CHEMICAL; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; OXIDATION-REDUCTION; QUANTUM THEORY; SOLVENTS;

EID: 55249115594     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic800541w     Document Type: Article

References (78)

1. Turner, J. A. Science 2004, 305, 972-974.
2. Hydrogen as a Fuel: Learning from Nature; Cammack, R., Frey, M., Robson, R., Eds.; Taylor & Francis: London, 2001; p 267.
3. Albracht, S. P. Biochim Biophys. Acta 1994, 1188, 167-204.
4. Adams, M. W. W.; Mortenson, L. E.; Chen, J.-S. Biochim. Biophys. Acta 1980, 594, 105-176.
5. Adams, M. W. W. Biochim. Biophys. Acta 1990, 1020, 115-145.
6. Lyon, E. J.; Shima, S.; Boecher, R.; Thauer, R. K.; Grevels, F.-W.; Bill, E.; Roseboom, W.; Albracht, S. P. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14239-14248.
7. Lyon, E. J.; Shima, S.; Buurman, G.; Chowdhuri, S.; Batschauer, A.; Steinbach, K.; Thauer, R. K. Eur. J. Biochem 2004, 271, 195-204.
8. Korbas, M.; Vogt, S.; Meyer.Klaucke, W.; Bill, E.; Lyon, E. J.; Thauer, R. K.; Shima, S. J. Biol. Chem. 2006, 281, 30804-30813.
9. Pilak, O.; Mamat, B.; Vogt, S.; Hagemeier, C. H.; Thauer, R. K.; Shima, S.; Vonrhein, C.; Warkentin, E.; Ermler, U. J. Mol. Biol. 2006, 358, 798-809.
10. Shima, S.; Thauer, R. K. Chem. Rec. 2007, 7, 37-46.
11. Vogt, S.; Lyon, E. J.; Shima, S.; Thauer, R. K. J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13, 97-106.
12. Nicolet, Y.; Piras, C.; Legrand, P.; Hatchikian, C. E.; Fontecilla-Camps, J. C. Structure 1999, 7, 13-23.
13. Peters, J. W.; Lanzilona, W. N.; Lemon, B. J.; Seefeldt, L. C. Science 1998, 282, 1853-1858.
14. Nicolet, Y.; de Lacey, A. L.; Vernede, X.; Fernandez, V. M.; Hatchikian, E. C.; Fontecilla-Camps, J. C. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1596-1601.
15. Seyferth, D.; Henderson, R. S.; Song, L.-C. J. Organomet. Chem. 1980, 192, C1-C5.
16. Winter, A.; Zsolnai, L.; Huttner, G. Z. Naturforsch., B: Chem. Sci. 1982, 37B, 1430-6.
17. Lyon, E. J.; Georgakaki, I. P.; Reibenspies, J. H.; Darensbourg, M. Y. Angew. Chem., Int. Ed. 1999, 38, 3178-3180.
18. Le Cloirec, A.; Davies, S. C.; Evans, D. J.; Hughes, D. L.; Pickett, C. J.; Best, S. P.; Borg, S. Chem. Commun. 1999, 2285-2286.
19. Lyon, E. J.; Georgakaki, I. P.; Reibenspies, J. H.; Darensbourg, M. Y. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3268-3278.
20. Schmidt, M.; Contakes, S. M.; Rauchfuss, T. B. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 9736-9737.
21. Gloaguen, F.; Lawrence, J. D.; Schmidt, M.; Wilson, S. R.; Rauchfuss, T. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 12518-12527.
22. Boyke, C. A.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R.; Rohmer, M.-M.; Benard, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15151-15160.
23. Zhao, X.; Georgakaki, I. P.; Miller, M. L.; Mejia-Rodriguez, R.; Chiang, C.-Y.; Darensbourg, M. Y. Inorg. Chem. 2002, 41, 3917-3928.
24. Nehring, J. L.; Heinekey, D. M. Inorg. Chem. 2003, 42, 4288-4292.
25. Li, P.; Wang, M.; He, C.; Li, G.; Liu, X.; Chen, C.; Akermark, B.; Sun, L. Eur. J. Inorg. Chem. 2005, 250, 6-2513.
26. Liu, T.; Darensbourg, M. Y. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7008-7009.
27. Tard, C.; Liu, X.; Ibrahim, S. K.; Bruschi, M.; De.Gioia, L.; Davies, S. C.; Yang, X.; Wang, L.-S.; Sawers, G.; Pickett, C. J. Nature 2005, 433, 610-613.
28. Tard, C.; Liu, X.; Hughes, D. L.; Pickett, C. J. Chem. Commun. 2005, 133-135.
29. Best, S. P.; Borg, S. J.; White, J. M.; Razavet, M.; Pickett, C. J. Chem. Commun. 2007, 4348-4350.
30. Cheah, M. H.; Tard, C.; Borg, S. J.; Liu, X.; Ibrahim, S. K.; Pickett, C. J.; Best, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 11085-11092.
31. Borg, S. J.; Behrsing, T.; Best, S. P.; Razavet, M.; Liu, X.; Pickett, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 16988-16999.
32. Borg, S. J.; Bondin, M. I.; Best, S. P.; Razavet, M.; Liu, X.; Pickett, C. J. Biochem. Soc. Trans. 2005, 33, 3-6.
33. Barton, B. E.; Rauchfuss, T. B. Inorg. Chem. 2008, 47, 2261-2263.
34. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg. Chem. 2002, 41, 1421-1429.
35. Bruschi, M.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Inorg. Chem. 2003, 42, 4773-4781.
36. Bruschi, M.; Zampella, G.; Fantucci, P.; De Gioia, L. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 1620-1640.
37. Zampella, G.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; Razavet, M.; Pickett, C. J.; De.Gioia, L. Chem. - Eur. J. 2005, 11, 509-520.
38. Greco, C.; Zampella, G.; Bertini, L.; Bruschi, M.; Fantucci, P.; De.Gioia, L. Inorg. Chem. 2007, 46, 108-116.
39. Cao, Z.; Hall, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3734-3742.
40. Fan, H.-J.; Hall, M. B. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 3828-3829.
41. Tye, J. W.; Darensbourg, M. Y.; Hall, M. B. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1454-1462.
42. Borg, S. J.; Tye, J. W.; Hall, M. B.; Best, S. P. Inorg. Chem. 2007, 46, 384-394.
43. Boyke, C. A.; van der Vlugt, J. I.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R.; Zampella, G.; De Gioia, L. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11010-11018.
44. Justice, A. K.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 6152-6154, S6152/1-S6152/27.
45. Justice, A. K.; Nilges, M. J.; Rauchfuss, T. B.; Wilson, S. R.; De Gioia, L.; Zampella, G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5293-5301.
46. Bard, A. J.; Faulkner, L. R. Electrochemical Methods: Fundamentals and Applications; Wiley: New York, 1980; p 718.
47. Baik, M.-H.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. A 2002, 106, 7407-7412.
48. Holland, J. P.; Green, J. C.; Dilworth, J. R. Dalton Trans. 2006, 783-794.
49. Jaque, P.; Marenich, A. V.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 5783-5799.
50. Frisch, M. J.; Tracks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Montgomery J.A., Jr.; 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.; Klene, 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.; 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, I.; 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.; Pople, J. A. Gaussian 03; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2004.
51. Becke, A. D. Phys. Rev. A: At., Mol., Opt. Phys. 1988, 38, 3098-3100.
52. Perdew, J. P. Phys. Rev. B 1986, 33, 8822.
53. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652.
54. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789.
55. Hay, P. J.; Wadt, W. R. J. Chem. Phys. 1985, 82, 270-283.
56. Wadt, W. R.; Hay, P. J. J. Chem. Phys. 1985, 82, 284-298.
57. Check, C. E.; Faust, T. O.; Bailey, J. M.; Wright, B. J.; Gilbert, T. M.; Sunderlin, L. S. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 8111-8116.
58. Couty, M.; Hall, M. B. J. Comput. Chem. 1996, 17, 1359-1370.
59. Cossi, M.; Scalmani, G.; Rega, N.; Barone, V. J. Chem. Phys. 2002, 117, 43-54.
60. Connolly, M. L. Science 1983, 221, 709-713.
61. Rappe, A. K.; Casewit, C. J.; Colwell, K. S.; Goddard, W. A., III; Skiff, W. M. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 10024-10035.
62. Li, J.; Fisher, C. L.; Chen, J. L.; Bashford, D.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 1996, 35, 4694-4702.
63. Pavlishchuk, V. V.; Addison, A. W. Inorg. Chim. Acta 2000, 298, 97-102.
64. Chong, D.; Georgakaki, I. P.; Mejia-Rodriguez, R.; Sanabria-Chinchilla, J.; Soriaga, M. P.; Darensbourg, M. Y. Dalton Trans. 2003, 4158-4163.
65. Ott, S.; Kritikos, M.; Akermark, B.; Sun, L.; Lomotil, R. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 1006-1009.
66. Capon, J.-F.; Gloaguen, F.; Schollhammer, P.; Talarmin, J. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 1664-1676.
67. Ekstroem, J.; Abrahamsson, M.; Olson, C.; Bergquist, J.; Kaynak, F. B.; Eriksson, L.; Sun, L.; Becker, H.-C.; Aakermark, B.; Hammarstroem, L.; Ott, S. Dalton Trans. 2006, 4599-4606.
68. Hou, J.; Peng, X.; Liu, J.; Gao, Y.; Zhao, X.; Gao, S.; Han, K. Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 4679-4686.
69. Liu, Z.-P.; Hu, P. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 5175-5182.
70. Petrie, S.; Stranger, R. Inorg. Chem. 2004, 43, 2597-2610.
71. Buehl, M.; Kabrede, H. J. Chem. Theory Comput. 2006, 2, 1282-1290.
72. Neugebauer, J.; Hess, B. A. J. Chem. Phys. 2003, 118, 7215-7225.
73. Mejia-Rodriguez, R.; Chong, D.; Reibenspies, J. H.; Soriaga, M. P.; Darensbourg, M. Y. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12004-12014.
74. Siegbahn, P. E. M. Adv. Inorg. Chem. 2004, 56, 101-125.
75. Yang, X.; Baik, M.-H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 13222-13223.
76. Tsushima, S.; Wahlgren, U.; Grenthe, I. J. Phys. Chem. A 2006, 110, 9175-9182.
77. Roy, L. E.; Hughbanks, T. Inorg. Chem. 2006, 45, 8273-8282.
78. Dahl, L. F.; Wei, C.-H. Inorg. Chem. 1963, 2, 328-333.