Activation of a water molecule using a mononuclear Mn complex: Fsrom Mn-aquo, to Mn-hydroxo, to Mn-oxyl via charge compensation

Energy and Environmental Science

Volumn 3, Issue 7, 2010, Pages 924-938

  Lassalle Kaiser, Benedikt ^a   Hureau, Christelle ^b   Pantazis, Dimitrios A ^c,d   Pushkar, Yulia ^e   Guillot, Régis ^a   Yachandra, Vittal K ^e   Yano, Junko ^e   Neese, Frank ^c,d   Anxolabéhère Mallart, Elodie ^a  

^a UNIVERSITÉ PARIS SUD   (France)

^b UNIVERSITÉ DE TOULOUSE   (France)

^c UNIVERSITY OF BONN   (Germany)

^d MAX PLANCK INSTITUTE FOR CHEMICAL ENERGY CONVERSION   (Germany)

^e LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ARTIFICIAL WATER; CHARGE COMPENSATION; COORDINATED WATER; DFT CALCULATION; ELECTROCHEMICAL ACTIVATION; ELECTROCHEMICAL DATA; EXAFS DATA; PRE-EDGE FEATURES; WATER LIGANDS; WATER MOLECULE; XANES;

COORDINATION REACTIONS; DATA HANDLING; ELECTROCHEMICAL CELLS; ELECTROCHEMICAL OXIDATION; MANGANESE; MANGANESE COMPOUNDS; MOLECULES; PROTONS;

MANGANESE REMOVAL (WATER TREATMENT);

COMPLEXATION; ELECTROCHEMISTRY; LIGAND; MANGANESE; OXIDATION; REACTION KINETICS; WATER;

EID: 77954106103     PISSN: 17545692     EISSN: 17545706     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/b926990h     Document Type: Article

References (111)

1. W. Lubitz E. J. Reijerse J. Messinger Energy Environ. Sci. 2008 1 15 31
2. R. Eisenberg H. B. Gray Inorg. Chem. 2008 47 1697 1699
3. A. Guskov J. Kern A. Gabdulkhakov M. Broser A. Zouni W. Saenger Nat. Struct. Mol. Biol. 2009 16 334 342
4. K. N. Ferreira T. M. Iverson K. Maghlaoui J. Barber S. Iwata Science 2004 303 1831 1838
5. B. Loll J. Kern W. Saenger A. Zouni J. Biesiadka Nature 2005 438 1040 1044
6. J. Barber J. W. Murray Coord. Chem. Rev. 2008 252 233 243
7. J. Yano J. Kern K. Sauer M. J. Latimer Y. Pushkar J. Biesiadka B. Loll W. Saenger J. Messinger A. Zouni V. K. Yachandra Science 2006 314 821 825
8. P. E. M. Siegbahn Chem.-Eur. J. 2008 14 8290 8302
9. E. M. Sproviero J. A. Gascon J. P. McEvoy G. W. Brudvig V. S. Batista J. Am. Chem. Soc. 2008 130 6728 6730
10. D. A. Pantazis M. Orio T. Petrenko S. Zein W. Lubitz J. Messinger F. Neese Phys. Chem. Chem. Phys. 2009 11 6788 6798
11. D. A. Pantazis M. Orio T. Petrenko S. Zein E. Bill W. Lubitz J. Messinger F. Neese Chem.-Eur. J. 2009 15 5108 5123
12. B. Kok B. Forbush M. McGloin Photochem. Photobiol. 1970 11 457 475
13. H. Suzuki M. Sugiura T. Noguchi J. Am. Chem. Soc. 2009 131 7849 7857
14. T. J. Meyer M. H. V. Huynh H. H. Thorp Angew. Chem., Int. Ed. 2007 46 5284 5304
15. G. T. Babcock C. Tommos Acc. Chem. Res. 1998 31 18 25
16. J. Messinger Phys. Chem. Chem. Phys. 2004 6 4764 4771
17. J. P. McEvoy G. W. Brudvig Chem. Rev. 2006 106 4455 4483
18. J. Yano V. K. Yachandra Inorg. Chem. 2008 47 1711 1726
19. J. Messinger and G. Renger, in Primary Process of Photosynthesis Research- Part 2: Basic Principles and Apparatus, ed., G. Renger, The Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, 2008, p. 291
20. V. L. Pecoraro W.-Y. Hsieh Inorg. Chem. 2008 47 1765 1778
21. V. L. Pecoraro M. J. Baldwin M. T. Caudle W.-Y. Hsieh N. A. Law Pure Appl. Chem. 1998 70 925 929
22. J. Messinger M. Badger T. Wydrzynski Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1995 92 3209 3213
23. P. E. M. Siegbahn R. H. Crabtree J. Am. Chem. Soc. 1999 121 117 127
24. W. Liang T. A. Reolofs R. M. Cinco A. Rompel M. J. Latimer W. O. Yu K. Sauer M. P. Klein V. K. Yachandra J. Am. Chem. Soc. 2000 122 3399 3412
25. P. E. M. Siegbahn Inorg. Chem. 2000 39 2923 2935
26. P. E. M. Siegbahn Chem.-Eur. J. 2006 12 9217 9227
27. J. T. Groves M. K. Stern J. Am. Chem. Soc. 1988 110 8628 8638
28. Z. Gross G. Golubkov L. Simkhovich Angew. Chem. 2000 112 4211 4213
29. B. S. Mandimutsira B. Ramdhanie R. Todd H. Wang A. A. Zareba R. S. Czernuszewicz D. P. Goldberg J. Am. Chem. Soc. 2002 124 15170 15171
30. K. Ayougou E. Bill J. M. Charnock C. D. Garner D. Mandon A. X. Trautwein R. Weiss H. Winkler Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1995 34 343 346
31. O. Bortolini R. M. B. Meunier P. Friant I. Ascone J. Goulon Nouv. J. Chim. 1986 10 39 49
32. Y. Gao T. Åkermark J. Liu L. Sun B. Åkermark J. Am. Chem. Soc. 2009 131 8726 8727
33. J. M. Workman R. D. Powell A. D. Procyk T. J. Collins D. F. Bocian Inorg. Chem. 1992 31 1548 1551
34. T. H. Parsell R. K. Behan M. T. Green M. P. Hendrich A. S. Borovik J. Am. Chem. Soc. 2006 128 8728 8729
35. T. Kurahashi A. Kikuchi T. Tosha Y. Shiro T. Kitagawa H. Fujii Inorg. Chem. 2008 47 1674 1686
36. T.-C. Weng W.-Y. Hsieh E. S. Uffelman S. W. Gordon-Wylie T. J. Collins V. L. Pecoraro J. E. Penner-Hahn J. Am. Chem. Soc. 2004 126 8070 8071
37. J. Yano J. H. Robblee P. Pushkar M. A. Marcus J. Bendix J. M. Workman T. J. Collins E. I. Solomon S. De Beer George V. K. Yachandra J. Am. Chem. Soc. 2007 129 12989 13000
38. N. S. Lewis D. G. Nocera Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006 103 15729 15735
39. C. Hureau G. Blondin M.-F. Charlot C. Philouze M. Nierlich M. Césario E. Anxolabéhère-Mallart Inorg. Chem. 2005 44 3669 3683
40. C. Hureau S. Blanchard M. Nierlich G. Blain E. Rivière J.-J. Girerd E. Anxolabéhère-Mallart G. Blondin Inorg. Chem. 2004 43 4415 4426
41. S. Groni C. Hureau R. Guillot G. Blondin G. Blain E. Anxolabé hère-Mallart Inorg. Chem. 2008 47 11783 11797
42. M.-N. Collomb Dunand-Sauthier A. Deronzier A. Piron X. Pradon S. Ménage J. Am. Chem. Soc. 1998 120 5373 5380
43. C. Baffert M.-N. Collomb A. Deronzier J. Pécaut J. Limburg R. H. Crabtree G. W. Brudvig Inorg. Chem. 2002 41 1404 1411
44. M.-N. Collomb A. Deronzier Eur. J. Inorg. Chem. 2009 2025 2046
45. C. Hureau E. Anxolabéhère-Mallart G. Blondin E. Rivière M. Nierlich Eur. J. Inorg. Chem. 2005 4808 4817
46. C. Hureau L. Sabater F. Gonnet G. Blain J. Sainton E. Anxolabéhère-Mallart Inorg. Chim. Acta 2006 359 339 345
47. L. Sabater C. Hureau G. Blain R. Guillot P. Thuéry E. Rivière A. Aukauloo Eur. J. Inorg. Chem. 2006 4324 4337
48. C. Hureau L. Sabater E. Anxolabéhère-Mallart M. Nierlich M.-F. Charlot F. Gonnet E. Rivière G. Blondin Chem.-Eur. J. 2004 10 1998 2010
49. S. C. Burdette C. J. Frederickson W. Bu S. J. Lippard J. Am. Chem. Soc. 2003 125 1778 1787
50. A. García-Deibe M. R. Bermejo A. Sousa C. A. McAuliffe P. McGlynn P. T. Ndifon R. G. Pritchard J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1993 1605 1610
51. M. R. Bermejo A. Castiñeiras J. C. García-Monteagudo M. Rey A. Sousa M. Watkinson C. A. McAuliffe P.R.G. R. L. Beddoes J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1996 2935 2944
52. F. E. Mabbs and D. Collison, Electron Paramagnetic Resonance of d Transition Metal Compounds, Elsevier Science Publishers B.V., Amsterdam, The Netherlands, 1992
53. H. H. Thorp J. E. Sarneski G. W. Brudvig R. H. Crabtree J. Am. Chem. Soc. 1989 111 9249 9250
54. H. H. Thorp G. W. Brudvig J. Electroanal. Chem. 1990 290 293 301
55. A. Neves S. M. D. Erthal I. Vencato A. S. Ceccato Y. P. Mascarenhas O. R. Nascimento M. Hörner A. A. Batista Inorg. Chem. 1992 31 4749 4755
56. F. Cisnetti A.-S. Lefèvre R. Guillot F. Lambert G. Blain E. Anxolabéhère-Mallart C. Policar Eur. J. Inorg. Chem. 2007 4472 4480
57. M. G. Patch C. J. Carrano Inorg. Chim. Acta 1981 56 L71
58. J. A. Bonadies M. J. Maroney V. L. Pecoraro Inorg. Chem. 1989 28 2044 2051
59. H. Diril H.-R. Chang M. J. Nigles X. Zhang J. A. Potenza H. J. Schugar S. S. Isied D. N. Hendrickson J. Am. Chem. Soc. 1989 111 5102 5114
60. R. Dingle Acta Chem. Scand. 1966 20 33 44
61. T. S. Davies J. P. Fackler M. J. Weeks Inorg. Chem. 1968 7 1994 2002
62. J. F. Coetzee G. R. Padmanabhan J. Am. Chem. Soc. 1965 87 5005 5010
63. I. Kaljurand T. Rodima I. Leito I. A. Koppel R. Schwesinger J. Org. Chem. 2000 65 6202 6208
64. M. J. Baldwin T. L. Stemmler P. J. Riggs-Gelasco M. L. Kirk J. E. Penner-Hahn V. L. Pecoraro J. Am. Chem. Soc. 1994 116 11349 11356
65. C. C. Lu E. Bill T. Weyhermüller E. Bothe K. Wieghardt J. Am. Chem. Soc. 2008 130 3181 3197
66. F. E. Mabbs and D. Collison, in Electron Paramagnetic Resonance of d transition Metal Compounds, Elsevier, Amsterdam, 1992, p. 580
67. D. P. Kessissoglou X. Li W. M. Butler V. L. Pecoraro Inorg. Chem. 1987 26 2487 2492
68. J. M. Carrol J. R. Norton J. Am. Chem. Soc. 1992 114 8744 8745
69. K. S. Min T. Weyhermüller K. Wieghardt Dalton Trans. 2004 1 178 186
70. O. Horner E. Anxolabéhère-Mallart M.-F. Charlot L. Tchertanov J. Guilhem T. A. Mattioli A. Boussac J.-J. Girerd Inorg. Chem. 1999 38 1222 1232
71. S. K. Chandra A. Chakravorty Inorg. Chem. 1992 31 760 765
72. V. K. Yachandra V. J. DeRose M. J. Latimer I. Mukerji K. Sauer M. P. Klein Science 1993 260 675 679
73. B. Lassalle-Kaiser R. Guillot C. Hureau E. Anxolabéhère- Mallart Unpublished Results 2008
74. L. Noodleman J. Chem. Phys. 1981 74 5737 5743
75. F. Neese J. Phys. Chem. Solids 2004 65 781 785
76. W. M. C. Sameera J. E. McGrady Dalton Trans. 2008 6141 6149
77. J. C. Schöneboom F. Neese W. Thiel J. Am. Chem. Soc. 2005 127 5840 5853
78. F. Neese J. Inorg. Biochem. 2006 100 716 726
79. B. Kirchner F. Wennmohs S. F. Ye F. Neese Curr. Opin. Chem. Biol. 2007 11 134 141
80. F. Neese Coord. Chem. Rev. 2009 253 526 563
81. F. Neese JBIC, J. Biol. Inorg. Chem. 2006 11 702 711
82. I. Mayer Chem. Phys. Lett. 1983 97 270 274
83. I. Mayer Int. J. Quantum Chem. 1984 26 151 154
84. A. J. Bridgeman Cavigliasso G. Ireland J. L. R. Rothery J. Chem. Soc., Dalton Trans. 2001 2095 2108
85. S. DeBeer George T. Petrenko F. Neese J. Phys. Chem. A 2008 112 12936 12943
86. V. Balland E. Anxolabéhère-Mallart F. Banse E. Rivière S. Bourcier M. Nierlich J.-J. Girerd Eur. J. Inorg. Chem. 2004 1225 1233
87. M. J. Baldwin V. L. Pecoraro J. Am. Chem. Soc. 1996 118 11325 11326
88. M. T. Caudle J. W. Kampf M. L. Kirk P. G. Rasmussen V. L. Pecoraro J. Am. Chem. Soc. 1997 119 9297 9298
89. D. Balcells C. Raynaud R. H. Crabtree O. Eisenstein Inorg. Chem. 2008 47 10090 100099
90. D. Balcells C. Raynaud R. H. Crabtree O. Eisenstein Chem. Commun. 2008 744 746
91. M. Lundberg M. R. A. Blomberg P. E. M. Siegbahn Inorg. Chem. 2004 43 264 274
92. E. M. Sproviero J. A. Gascon J. P. McEvoy G. W. Brudvig V. S. Batista J. Am. Chem. Soc. 2008 130 3428 3442
93. K. Kobayashi H. Ohtsu T. Wada T. Kato K. Tanaka J. Am. Chem. Soc. 2003 125 6729 6739
94. R. H. Holm Chem. Rev. 1987 87 1401 1449
95. E. N. Jacobsen, Comprehensive Organometallic Chemistry II, Pergamon, New York, 1995
96. J. P. McEvoy G. W. Brudvig Phys. Chem. Chem. Phys. 2004 6 4754 4763
97. J. H. Robblee J. Messinger R. M. Cinco K. L. McFarlane C. Fernandez S. A. Pizzaro V. K. Yachandra J. Am. Chem. Soc. 2002 124 7459 7461
98. J. J. Rehr R. C. Albers Rev. Mod. Phys. 2000 72 621 654
99. R. M. Cinco A. Rompel H. Visser G. Aromí G. Christou K. Sauer M. P. Klein V. K. Yachandra Inorg. Chem. 1999 38 5988 5998
100. M. Newville B. B. Ravel D. D. Haskel E. A. Stern Y. Yacoby Phys. B 1995 208-209 154 156
101. A. D. Becke J. Chem. Phys. 1993 98 5648
102. C. Lee W. Yang R. G. Parr Phys. Rev. B: Condens. Matter 1988 37 785
103. A. Schäfer C. Huber R. Ahldrichs J. Chem. Phys. 1994 100 5829 5835
104. D. A. Pantazis X.-Y. Chen C. R. Landis F. Neese J. Chem. Theory Comput. 2008 4 908 919
105. F. Neese A. Hansen F. Wennmohs U. Becker Chem. Phys. 2009 356 98 109
106. F. Weigend Phys. Chem. Chem. Phys. 2006 8 1057 1065
107. F. Neese, ORCA - an ab initio Density Functional and Semiempirical Program Package (v. 2.7.0), University of Bonn, Bonn, Germany, 2009
108. K. Yamaguchi, Y. Takahara and T. Fueno, in Applied Quantum Chemistry, 1986, ed., V. H. Smith, F. Schaefer III, and, K. Morokuma, D. Reidel, Boston, p. 155
109. F. Neese Inorg. Chim. Acta 2002 337 181 192
110. G. M. Sheldrick, University of Göttingen, Göttingen, Germany, 1997
111. L. J. Farrugia J. Appl. Crystallogr. 1997 30 565