Tetrametallic molecular catalysts for photochemical water oxidation

Chemical Society Reviews

Volumn 42, Issue 6, 2013, Pages 2262-2280

  Sartorel, Andrea ^a   Bonchio, Marcella ^a   Campagna, Sebastiano ^b   Scandola, Franco ^c  

^a UNIVERSITY OF PADOVA   (Italy)

^b UNIVERSITY OF MESSINA   (Italy)

^c UNIVERSITY OF FERRARA   (Italy)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84870932039     PISSN: 03060012     EISSN: 14604744     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c2cs35287g     Document Type: Article

References (113)

1. N. S. Lewis, D. G. Nocera, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15729.
2. R. Eisenberg, H. B. Gray, Inorg. Chem. 2008, 47, 1697.
3. C. Herrero, B. Lassalle-Kaisea, W. Leibl, A. W. Rutherford, A. Aukauloo, Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 456.
4. X. Sala, I. Romero, M. Rodriguez, L. Escriche, A. Llobet, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2.
5. W. J. Youngblood, S.-H. A. Lee, K. Maeda, T. E. Mallouk, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1966.
6. N. D. McDaniel, S. Bernhard, Dalton Trans. 2010, 39, 10021.
7. G. F. Moore, G. W. Brudvig, Annu. Rev. Condens. Matter Phys. 2011, 2, 303.
8. J. P. McEvoy, G. W. Brudvig, Chem. Rev. 2006, 106, 4455.
9. M. H. V. Huynh, T. J. Meyer, Chem. Rev. 2007, 107, 5004.
10. D. Gust, T. A. Moore, A. L. Moore, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1890.
11. W. J. Youngblood, S.-H. A. Lee, Y. Kobayashi, E. A. Hernandez Pagan, P. G. Hoertz, T. A. Moore, A. L. Moore, D. Gust, T. E. Mallouk, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 926.
12. K. Teramura, K. Maeda, T. Saito, T. Takata, N. Saito, Y. Inoue, K. Domen, J. Phys. Chem. B, 2005, 109, 21915.
13. M. M. Najafpour, T. Ehrenberg, M. Wiechen, P. Kurz, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2233.
14. F. Jiao, H. Frei, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1841.
15. M. W. Kanan, D. G. Nocera, Science, 2008, 321, 1072.
16. J. B. Gerken, J. G. McAlpin, J. Y. C. Chen, M. L. Rigsby, W. H. Casey, R. D. Britt, S. S. Stahl, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14431.
17. J. J. Conception, J. W. Jurss, M. K. Brennaman, P. G. Hoertz, A. O. T. Patrocinio, N. Y. MurkamiIha, J. L. Templeton, T. J. Meyer, Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1954.
18. L. Fillol, Z. Codolà, I. Garcia-Bosch, L. Gómez, J. J. Pla, M. Costas, Nat. Chem. 2011, 3, 807.
19. V. Artero, M. Chavarot-Kerlidou, M. Fontecave, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7238.
20. L. Bernet, R. Lalrempuia, W. Ghattas, H. Mueller-Bunz, L. Vigara, A. Llobet, M. Albrecht, Chem. Commun. 2011, 47, 8058.
21. L. Duan, F. Bozoglian, S. Mandal, B. Stewart, T. Privalov, A. Llobet, L. Sun, Nat. Chem. 2012, 4, 418.
22. S. Berardi, G. La Ganga, M. Natali, I. Bazzan, F. Puntoriero, A. Sartorel, F. Scandola, S. Campagna, M. Bonchio, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11104.
23. J. Barber, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 185.
24. Y. Umena, K. Kawakami, J.-R. Shen, N. Kamiya, Nature, 2011, 4, 55.
25. A. Grundmeier, H. Dau, Biophys. Biochim. Acta, 2012, 1817, 88.
26. B. Loll, J. Kern, W. Saenger, A. Zouni, J. Biesiadka, Nature, 2005, 438, 1040.
27. K. Kawakami, Y. Umena, N. Kamiya, J.-R. Shen, J. Photochem. Photobiol. B, 2011, 104, 9.
28. B. Svensson, C. Etchebest, P. Tuffery, P. van Kan, J. Smith, S. Styring, Biochemistry, 1996, 35, 14486.
29. B. Kok, B. Forbush, M. McGloin, Photochem. Photobiol. 1970, 11, 457.
30. H. Dau, M. Haumann, Biophys. Biochim. Acta, 2007, 1767, 472.
31. F. M. Ho, Biophys. Biochim. Acta, 2012, 1817, 106.
32. T. J. Meyer, Nature, 2008, 451, 778.
33. G. M. Cheniae, I. F. Martin, Biochim. Biophys. Acta, 1970, 197, 219.
34. K. Sauer, Acc. Chem. Res. 1980, 13, 249.
35. C. F. Yocum, C. T. Yerkes, R. E. Blankenship, R. R. Sharp, G. T. Babcock, Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1981, 78, 7507.
36. J. Deisenhofer, O. Epp, K. Miki, R. Huber, H. Michel, Nature, 1985, 318, 618.
37. C. S. Mullins, V. L. Pecoraro, Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 416.
38. C. W. Cady, R. H. Crabtree, G. W. Brudvig, Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 444.
39. H. Chen, M.-N. Collomb, C. Duboc, G. Blondin, E. Rivière, J. W. Faller, R. H. Crabtree, G. W. Brudvig, Inorg. Chem. 2005, 44, 9567.
40. W. Ruettinger, M. Yagi, K. Wolf, S. Bernasek, G. C. Dismukes, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10353.
41. M. Yagi, K. V. Wolf, P. J. Baesjou, S. L. Bernasek, G. C. Dismukes, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2925.
42. R. Brimblecome, G. F. Swiegers, G. C. Dismukes, L. Spiccia, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7335.
43. R. Brimblecome, A. Koo, G. C. Dismukes, G. Swiegers, L. Spiccia, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2892.
44. R. Brimblecome, D. R. J. Kolling, A. M. Bond, G. C. Dismukes, G. F. Swiegers, L. Spiccia, Inorg. Chem. 2009, 48, 7269.
45. R. K. Hocking, R. Brimblecome, L. Y. Chang, A. Singh, M. H. Cheah, C. Glover, W. H. Casey, L. Spiccia, Nat. Chem. 2011, 3, 461.
46. J. Limburg, J. S. Vrettos, L. M. Libale-Sands, A. L. Rheingold, R. H. Crabtree, G. W. Brudvig, Science, 1999, 283, 1524.
47. N. Masaharu, K. Sayaka, H. Tagashira, O. Kotaro, Langmuir, 2005, 21, 354.
48. Y. Gao, R. H. Crabtree, G. W. Brudvig, Inorg. Chem. 2012, 51, 4043.
49. H. Y. Chen, J. W. Faller, R. H. Crabtree, G. W. Brudvig, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7345.
50. J. Limburg, J. S. Vrettos, H. Y. Chen, J. C. de Paula, R. H. Crabtree, G. W. Brudvig, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 423.
51. K. Narita, T. Kuwabara, K. Sone, K. Shimizu, M. Yagi, J. Phys. Chem. B, 2006, 110, 23107.
52. C. Baffert, S. Romain, A. Richardot, J. Leprêtre, B. Lefebvre, A. Deronzier, M. Collomb, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 13694.
53. V. Ya. Shafirovich, N. K. Khannanov, V. V. Strelets, Nouv. J. Chim. 1980, 4, 81.
54. B. S. Brunschwig, M. H. Chou, C. Creutz, P. K. Ghosh, N. Sutin, J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 4832.
55. P. K. Ghosh, B. S. Brunschwig, M. H. Chou, C. Creutz, N. Sutin, J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4772.
56. A. Harriman, M. Richoux, P. A. Christensen, S. Moseri, P. Neta, J. Chem. Soc. Faraday Trans. 1, 1987, 83, 3001.
57. D. A. Lutterman, Y. Surendranath, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 3838.
58. M. W. Kanan, J. Yano, Y. Surendranath, M. Dinca, V. K. Yachandra, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13692.
59. D. G. Nocera, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 767.
60. N. S. McCool, D. M. Robinson, J. E. Sheats, G. C. Dismukes, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11446.
61. G. La Ganga, F. Puntoriero, S. Campagna, I. Bazzan, S. Berardi, M. Bonchio, A. Sartorel, M. Natali, F. Scandola, Faraday Discuss. 2012, 155, 177.
62. J. K. Beattie, T. W. Hamblie, J. A. Klepetko, A. F. Masters, P. Turner, Polyhedron, 1998, 17, 1343.
63. R. Chakrabarty, S. J. Bora, B. K. Das, Inorg. Chem. 2007, 46, 9450.
64. M. D. Symes, Y. Surendranath, D. A. Lutterman, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5174.
65. K. Dimitrou, K. Folting, W. E. Streib, G. Christou, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 6432.
66. J. G. McAlpin, T. A. Stich, C. A. Ohlin, Y. Surendranath, D. G. Nocera, W. H. Casey, R. D. Britt, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15444.
67. J. G. McAlpin, Y. Surendranath, M. Dincă, T. A. Stich, S. A. Stoian, W. H. Casey, D. G. Nocera, R. D. Britt, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6882.
68. M. Hara, C. C. Waraksa, J. T. Lean, B. A. Lewis, T. E. Mallouk, J. Phys. Chem. A, 2000, 104, 5275.
69. N. Serpone, F. Bolletta, Inorg. Chim. Acta, 1983, 75, 189.
70. D. L. Long, E. Burkholder, L. Cronin, Chem. Soc. Rev. 2007, 36, 105.
71. M. Vazylyev, D. Sloboda-Rozner, A. Haimov, G. Maayan, R. Neumann, Top. Catal. 2005, 34, 93.
72. B. S. Bassil, M. Ibrahim, R. Al-Oweini, M. Asano, Z. Wang, J. van Tol, N. S. Dalal, K.-Y. Choi, R. N. Biboum, B. Keita, L. Nadjo, U. Kortz, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5961.
73. S. S. Mal, U. Kortz, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 3777.
74. A. Sartorel, M. Carraro, G. Scorrano, R. De Zorzi, S. Geremia, N. D. McDaniel, S. Bernhard, M. Bonchio, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5006.
75. Y. V. Geletii, B. Botar, P. Kögerler, D. A. Hillesheim, D. G. Musaev, C. L. Hill, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3896.
76. A. Sartorel, M. Carraro, G. Scorrano, M. Bonchio, Energy Procedia, 2012, 22, 78.
77. I. V. Kalinina, N. V. Izarova, U. Kortz, Inorg. Chem. 2012, 51, 7442.
78. A. Sartorel, P. Miró, E. Salvadori, S. Romain, M. Carraro, G. Scorrano, M. Di Valentin, A. Llobet, C. Bo, M. Bonchio, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16051.
79. Y. V. Geletii, C. Besson, Y. Hou, Q. Yin, D. G. Musaev, D. Quiňonero, R. Cao, K. I. Hardcastle, A. Proust, P. Kögerler, C. L. Hill, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17360.
80. Z. Chen, J. J. Concepcion, X. Hu, W. Yang, P. G. Hoertz, T. J. Meyer, Proc. Nat. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 7225.
81. M. Muratami, D. Hong, T. Suenobu, S. Yamaguchi, T. Ogura, S. Fukuzumi, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11605.
82. F. M. Toma, A. Sartorel, M. Iurlo, M. Carraro, P. Parisse, C. Maccato, S. Rapino, B. Rodriguez Gonzalez, H. Amenitsch, T. Da Ros, L. Casalis, A. Goldoni, M. Marcaccio, G. Scorrano, G. Scoles, F. Paolucci, M. Prato, M. Bonchio, Nat. Chem. 2010, 2, 826.
83. F. M. Toma, A. Sartorel, M. Iurlo, M. Carraro, S. Rapino, L. Hoober-Burkhardt, T. Da Ros, M. Marcaccio, G. Scorrano, F. Paolucci, M. Bonchio, M. Prato, ChemSusChem, 2011, 4, 1447.
84. A. Sartorel, M. Truccolo, S. Berardi, M. Gardan, M. Carraro, F. M. Toma, G. Scorrano, M. Prato, M. Bonchio, Chem. Commun. 2011, 47, 1716.
85. Y. V. Geletii, Z. Huang, Y. Hou, D. G. Musaev, T. Lan, C. L. Hill, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7522.
86. C. Besson, Z. Huang, Y. V. Geletii, S. Lense, K. I. Hardcastle, D. G. Musaev, T. Lian, A. Proust, C. L. Hill, Chem. Commun. 2010, 46, 2784.
87. M. Natali, M. Orlandi, S. Berardi, S. Campagna, M. Bonchio, A. Sartorel, F. Scandola, Inorg. Chem. 2012, 51, 7324.
88. M. Orlandi, R. Argazzi, A. Sartorel, M. Carraro, G. Scorrano, M. Bonchio, F. Scandola, Chem. Commun. 2010, 46, 3152.
89. T. A. Heimer, E. J. Heilweil, C. A. Bignozzi, G. J. Meyer, J. Phys. Chem. A, 2000, 104, 4256.
90. F. Puntoriero, A. Sartorel, M. Orlandi, G. La Ganga, S. Serroni, M. Bonchio, F. Scandola, S. Campagna, Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 2594.
91. G. La Ganga, F. Nastasi, S. Campagna, F. Puntoriero, Dalton Trans. 2009, 9997.
92. F. Puntoriero, G. La Ganga, A. Sartorel, M. Carraro, G. Scorrano, M. Bonchio, S. Campagna, Chem. Commun. 2010, 46, 4725.
93. T. J. R. Weakley, H. T. Evans, J. S. Showell, G. F. Tourné, C. M. Tourné, J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1973, 139.
94. Q. Yin, J. M. Tan, C. Besson, Y. V. Geletii, D. G. Musaev, A. E. Kuznetsov, Z. Luo, K. I. Hardcastle, C. L. Hill, Science, 2010, 328, 342.
95. Z. Huang, Z. Luo, Y. V. Geletii, J. W. Vickers, Q. Yin, D. Wu, Y. Hou, Y. Ding, J. Song, D. G. Musaev, C. L. Hill, T. Lian, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 2068.
96. C. A. Ohlin, S. J. Harley, J. G. McAlpin, R. K. Hocking, B. Q. Mercado, R. L. Johnson, E. M. Villa, M. K. Fidler, M. M. Olmstead, L. Spiccia, R. D. Britt, W. H. Casey, Chem.–Eur. J. 2011, 17, 4408.
97. D. Lieb, A. Zahl, E. F. Wilson, C. Streb, L. C. Nye, K. Meyer, I. Ivanovíc-Burmazovíc, Inorg. Chem. 2011, 50, 9053.
98. G. Zhu, Y. V. Geletii, P. Kögerler, H. Schilder, J. Song, S. Lense, C. Zhao, K. I. Hardcastle, D. G. Musaev, C. L. Hill, Dalton Trans. 2012, 41, 2084.
99. J. J. Stracke, R. G. Finke, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14872.
100. M. Natali, S. Berardi, A. Sartorel, M. Bonchio, S. Campagna, F. Scandola, Chem. Commun. 2012, 48, 8808.
101. S. Tanaka, M. Annaka, K. Sakai, Chem. Commun. 2012, 48, 1653.
102. J. J. Concepcion, J. W. Jurss, J. L. Templeton, T. J. Meyer, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16462.
103. W. C. Ellis, N. D. McDaniel, S. Bernhard, T. J. Collins, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10990.
104. G. F. Moore, J. D. Blakemore, R. L. Milot, J. F. Hull, H. Song, L. Cai, C. A. Schmuttenmaer, R. H. Crabtree, G. W. Brudvig, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 2389.
105. L. Duan, L. Tong, Y. Xu, L. Sun, Energy Environ. Sci. 2011, 4, 3296.
106. E. A. Karlsson, B. L. Lee, T. Åkemark, E. V. Johnston, M. D. Karkas, J. L. Sun, O. Hansson, J. E. Backvall, B. Åkemark, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 11715.
107. D. W. Wasylenko, C. Ganesamoorthy, C. P. Berlinguette, Chem. Commun. 2011, 47, 4249.
108. C.-F. Leung, S.-M. Ng, C.-C. Ko, W.-L. Man, J. Wu, L. Chen, T.-C. Lau, Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7903.
109. D. K. Dogutan, R. McGuire Jr. D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9178.
110. F. Jiao, H. Frei, Energy Environ. Sci. 2010, 3, 1018.
111. J. S. Zhang, M. Grzelczak, Y. D. Hou, K. Maeda, K. Domen, X. Z. Fu, M. Antonietti, Chem. Sci. 2012, 3, 443.
112. S. E. Braslavsky, IUPAC Commission on Photochemistry, Glossary of terms used in photochemistry, Pure Appl. Chem. 3rd edn, 2007, vol. 79, p. 293
113. R. E. Huie, C. L. Clifton, P. Neta, Radiat. Phys. Chem. 1991, 38, 477.