Iron-amide-sulfide and iron-imide-sulfide clusters: Heteroligated core environments relevant to the nitrogenase femo cofactor

Inorganic Chemistry

Volumn 51, Issue 23, 2012, Pages 12891-12904

  Chen, Xu Dong ^a,b   Zhang, Wei ^a   Duncan, Jeremiah S ^a,c   Lee, Sonny C ^a  

^a UNIVERSITY OF WATERLOO   (Canada)

^b HARVARD UNIVERSITY   (United States)

^c PLYMOUTH STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMIDE; FERROUS ION; MOLYBDENUM IRON PROTEIN; NITROGENASE; SULFIDE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; METABOLISM;

AMIDES; FERROUS COMPOUNDS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR STRUCTURE; MOLYBDOFERREDOXIN; NITROGENASE; SULFIDES;

EID: 84870515575     PISSN: 00201669     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic301868m     Document Type: Article

References (99)

1. Burgess, B. K.; Lowe, D. J. Chem. Rev. 1996, 96, 2983-3012
2. Eady, R. R. Chem. Rev. 1996, 96, 3013-3030
3. Seefeldt, L. C.; Hoffman, B. M.; Dean, D. R. Annu. Rev. Biochem. 2009, 78, 701-722
4. Einsle, O.; Tezcan, F. A.; Andrade, S.; Schmid, B.; Yoshida, M.; Howard, J. B.; Rees, D. C. Science 2002, 297, 1696
5. Howard, J. B.; Rees, D. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 17088-17093
6. Seefeldt, L. C.; Dance, I. G.; Dean, D. R. Biochemistry. 2004, 43, 1401-1409
7. Igarashi, R. Y.; Seefeldt, L. C. Crit. Rev. Biochem. Mol. Biol. 2003, 38, 351-384
8. Christiansen, J.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol. 2001, 52, 269-295
9. Harris, T. V.; Szilagyi, R. K. Inorg. Chem. 2011, 50, 4811-4824
10. Vrajmasu, V.; Munck, E.; Bominaar, E. L. Inorg. Chem. 2003, 42, 5974-5988
11. Hinnemann, B.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1466-1467
12. Lovell, T.; Liu, T. Q.; Case, D. A.; Noodleman, L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 8377-8383
13. Schimpl, J.; Petrilli, H. M.; Blöchl, P. E. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 15772-15778
14. Dance, I. Chem. Commun. 2003, 324-325
15. Dance, I. Inorg. Chem. 2006, 45, 5084-5091
16. Lee, H.-I.; Benton, P. M. C.; Laryukhin, M.; Igarashi, R. Y.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 5604-5605
17. Yang, T.-C.; Maeser, N. K.; Laryukhin, M.; Lee, H.-I.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12804-12805
18. Lukoyanov, D.; Pelmenschikov, V.; Maeser, N.; Laryukhin, M.; Yang, T. C.; Noodleman, L.; Dean, D. R.; Case, D. A.; Seefeldt, L. C.; Hoffman, B. M. Inorg. Chem. 2007, 46, 11437-11449
19. Pelmenschikov, V.; Case, D. A.; Noodleman, L. Inorg. Chem. 2008, 47, 6162-6172
20. Lancaster, K. M.; Roemelt, M.; Ettenhuber, P.; Hu, Y.; Ribbe, M. W.; Neese, F.; Bergmann, U.; DeBeer, S. Science 2011, 334, 974-977
21. Spatzal, T.; Aksoyoglu, M.; Zhang, L.; Andrade, S. L. A.; Schleicher, E.; Weber, S.; Rees, D. C.; Einsle, O. Science 2011, 334, 940
22. Kastner, J.; Hemmen, S.; Blöchl, P. E. J. Chem. Phys. 2005, 123, 074306
23. Huniar, U.; Ahlrichs, R.; Coucouvanis, D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2588-2601
24. Cao, Z.; Zhou, Z.; Wan, H.; Zhang, Q.; Thiel, W. Inorg. Chem. 2003, 42, 6986-6988
25. Dance, I. Dalton Trans. 2008, 5977-5991
26. Dance, I. Dalton Trans. 2008, 5992-5998
27. Dance, I. Dalton Trans. 2012, 41, 4859-4865
28. Peters, J. W.; Szilagyi, R. K. Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 101-108
29. Hoffman, B. M.; Dean, D. R.; Seefeldt, L. C. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 609-619
30. Dos Santos, P. C.; Igarashi, R. Y.; Lee, H.-I.; Hoffman, B. M.; Seefeldt, L. C.; Dean, D. R. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 208-214
31. Lee, S. C.; Holm, R. H. Chem. Rev. 2004, 104, 1135-1157
32. Malinak, S. M.; Coucouvanis, D. Prog. Inorg. Chem. 2001, 49, 599-662
33. Lee, S. C.; Holm, R. H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3595-3600
34. Wolff, T. E.; Berg, J. M.; Warrick, C.; Hodgson, K. O.; Holm, R. H.; Frankel, R. B. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 4630-4632
35. Wolff, T. E.; Berg, J. M.; Hodgson, K. O.; Frankel, R. B.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 4140-4150
36. Kim, J. S.; Rees, D. C. Science 1992, 257, 1677-1682
37. Ohki, Y.; Ikagawa, Y.; Tatsumi, K. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10457-10465
38. Hashimoto, T.; Ohki, Y.; Tatsumi, K. Inorg. Chem. 2010, 49, 6102-6109
39. Hlavinka, M. L.; Miyaji, T.; Staples, R. J.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 2007, 46, 9192-9200 and references therein
40. Zhang, Y.; Zuo, J. -L.; Zhou, H.-C.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 14292-14293
41. Pryadun, R.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 2008, 47, 3366-3370
42. Rao, P. V.; Bhaduri, S.; Jiang, J.; Hong, D.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1933-1945
43. Koutmos, M.; Coucouvanis, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2004, 43, 5023-5025
44. Zhang, Y.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 2004, 43, 674-682
45. Chen, C.; Cai, J.; Liu, Q.; Wu, D.; Lei, X.; Zhao, K.; Kang, B.; Lu, J. Inorg. Chem. 1990, 29, 4878-4881
46. Cai, J.-H.; Chen, C.-N.; Liu, Q.-T.; Zhuang, B.-T.; Kang, B.-S.; Lu, J.-X. Chin. J. Struct. Chem. 1989, 8, 220
47. Osterloh, F.; Saak, W.; Pohl, S.; Meier, C.; Trautwein, A. X. Inorg. Chem. 1998, 37, 3581-3587
48. Hagen, K. S.; Christou, G.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1983, 22, 309-314
49. Henkel, G.; Tremel, W.; Krebs, B. Angew. Chem., Int. Ed. 1981, 20, 1033-1034
50. Ohki, Y.; Imada, M.; Murata, A.; Sunada, Y.; Ohta, S.; Honda, M.; Sasamori, T.; Tokitoh, N.; Katada, M.; Tatsumi, K. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13168-13178
51. Ohki, Y.; Sunada, Y.; Honda, M.; Katada, M.; Tatsumi, K. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4052-4053
52. Zhang, Y.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 2004, 43, 674-682
53. Berlinguette, C. P.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 11993-12000
54. Zhang, Y.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3910-3920
55. Zheng, B.; Chen, X.-D.; Zheng, S.-L.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134
56. Han, J.; Koutmos, M.; Ahmad, S. A.; Coucouvanis, D. Inorg. Chem. 2001, 40, 5985-5999
57. Deng, L.; Majumdar, A.; Lo, W.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 2010, 49, 11118-11126
58. Chen, X.-D.; Duncan, J. S.; Verma, A. K.; Lee, S. C. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15884-15886
59. Kovacs, J. A.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 340-341
60. Cui, Z.; Henderson, R. A. Transition Met. Chem. 2006, 31, 530-540
61. Cui, Z.; Henderson, R. A. Inorg Chem. 2002, 41, 4158-4166
62. Duncan, J. S.; Nazif, T. M.; Verma, A. K.; Lee, S. C. Inorg. Chem. 2003, 42, 1211-1224
63. Duncan, J. S.; Zdilla, M. J.; Lee, S. C. Inorg. Chem. 2007, 46, 1071-1080
64. 3, ∼41; pyrrolidine, ∼44 (DMSO): Bordwell, F. G.; Drucker, G. E.; Fried, H. E. J. Org. Chem. 1981, 46, 632-635
65. 2NH, 35.7 (THF): Fraser, R. R.; Mansour, T. S. J. Org. Chem. 1984, 49, 3443
66. J. Org. Chem. 1984, 49, 5284.
67. 2NH, 26 (THF): Fraser, R. R.; Mansour, T. S.; Savard, S. J. Org. Chem. 1985, 50, 3232-3234
68. Wong, G. B.; Bobrik, M. A.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1978, 17, 578-584
69. Bobrik, M. A.; Hodgson, K. O.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1977, 16, 1851-1858
70. Do, Y.; Simhon, E. D.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1983, 22, 3809-3812
71. Courtois, G.; Miginiac, L. Tetrahedron Lett. 1987, 28, 1659-1660
72. Andersen, R. A.; Faegri, K.; Green, J. C.; Haaland, A.; Lappert, M. F.; Leung, W. P.; Rypdal, K. Inorg. Chem. 1988, 27, 1782-1786
73. Olmstead, M. M.; Power, P. P.; Shoner, S. C. Inorg. Chem. 1991, 30, 2547-2551
74. Ebels, J.; Spirk, S.; Pietschnig, R. A Facile Lab Scale Synthesis of Red Selenium. 10th International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry (ECSOC-10); MDPI: Basel, 2006, http://www.usc.es/congresos/ecsoc/10/ SST/d002/d002.pdf (accessed Oct 14, 2011).
75. Ohki, Y.; Sunada, Y.; Tatsumi, K. Chem. Lett. 2005, 34, 172-173
76. Rao, P. V.; Holm, R. H. Chem. Rev. 2004, 104, 527-559
77. Zdilla, M. J.; Verma, A. K.; Lee, S. C. Inorg. Chem. 2011, 50, 1551-1562
78. Verma, A. K.; Nazif, T. N.; Achim, C.; Lee, S. C. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11013-11014
79. Link, H.; Decker, A.; Fenske, D. Z. Anorg. Allg. Chem 2000, 626, 1567-1574
80. Schaumann, E.; Wriede, U.; Ehlers, J. Synthesis 1980, 907-908
81. 4]: Yu, S. B.; Papaefthymiou, G. C.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1991, 30, 3476-3485
82. Pechmann, T.; Brandt, C. D.; Werner, H. Chem. Commun. 2003, 1136-1137
83. Schwab, P.; Wolf, J.; Mahr, N.; Steinert, P.; Herber, U. Chem.-Eur. J. 2000, 6, 4471-4478
84. Schwab, P.; Mahr, N.; Wolf, J.; Werner, H. Angew. Chem., Int. Ed. 1994, 33, 97-99
85. Lobana, T. S.; Khanna, S.; Butcher, R. J.; Hunter, A. D.; Zeller, M. Inorg. Chem. 2007, 46, 5826-5828
86. Horn, C.; Dance, I.; Craig, D.; Scudder, M.; Bowmaker, G. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 10549-10550
87. Ag(I): Noguchi, R.; Sugie, A.; Okamoto, Y.; Hara, A.; Nomiya, K. Bull. Chem. Soc. Jpn. 2005, 78, 1953-1962
88. Mallela, S. P.; Schwan, F.; Geanangel, R. A. Inorg. Chem. 1996, 35, 745-748
89. Daoud, A. Bull. Soc. Chim. Fr. 1976, 1418
90. A symmetric amide bridge (mean Fe-N bond length = 2.00(1) Å) is known in one mixed-valent Fe(II)/Fe(III) complex: Takemoto, S.; Ogura, S.-I.; Yo, H.; Hosokoshi, Y.; Kamikawa, K.; Matsuzaka, H. Inorg. Chem. 2006, 45, 4871-4873
91. 2- = 1.84 Å: Shannon, R. D. Acta Crystallogr. Sect. A: Found. Crystallogr 1976, 32, 751-767
92. Chu, C. T.-W.; Gall, R. S.; Dahl, L. F. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 737-746
93. Gall, R. S.; Chu, C. T.-W.; Dahl, L. F. J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 4019-4023
94. Vela, J.; Cirera, J.; Smith, J. M.; Lachicotte, R. J.; Flaschenriem, C. J.; Alvarez, S.; Holland, P. L. Inorg. Chem. 2007, 46, 60-71
95. Initial results: Lancaster, K. M.; Tan, L. L.; Zhang, W.; Pollock, C. J.; Lee, S. C.; DeBeer, S. Manuscript in preparation.
96. Sharp, C. R.; Duncan, J. S.; Lee, S. C. Inorg. Chem. 2010, 49, 6697-6705
97. Christou, G.; Ridge, B.; Rydon, H. N. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1978, 1423-1425
98. Scott, T. A.; Berlinguette, C. P.; Holm, R. H.; Zhou, H. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 9741-9744
99. Papaefthymiou, V.; Millar, M. M.; Münck, E. Inorg. Chem. 1986, 25, 3010-3014