The electronic nature of terminal oxo ligands in transition-metal complexes: Ambiphilic reactivity of oxorhenium species

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 25, 2013, Pages 9433-9441

  Smeltz, Jessica L ^a   Lilly, Cassandra P ^a   Boyle, Paul D ^a   Ison, Elon A ^a  

^a NORTH CAROLINA STATE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ELECTRONIC NATURES; HAMMETT PLOTS; LEWIS ACID-BASE ADDUCTS; NUCLEOPHILIC ATTACK; OXYGEN ATOM TRANSFER; OXYGEN ATOM TRANSFER-REACTIONS; STOICHIOMETRIC REACTION; TRANSITION-METAL COMPLEX;

METAL COMPLEXES; OXYGEN; PHOSPHORUS COMPOUNDS; REACTION RATES;

LIGANDS;

BORON; LEWIS ACID; LEWIS BASE; NUCLEOPHILE; OXORHENIUM; RHENIUM COMPLEX; TRANSITION ELEMENT; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; COVALENT BOND; CRYSTALLIZATION; DECOMPOSITION; ELECTRON TRANSPORT; ELECTROPHILICITY; NUCLEOPHILICITY; STOICHIOMETRY; SYNTHESIS; X RAY CRYSTALLOGRAPHY;

ELECTRONS; LIGANDS; MODELS, MOLECULAR; MOLECULAR CONFORMATION; ORGANOMETALLIC COMPOUNDS; QUANTUM THEORY; RHENIUM;

EID: 84879537379     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja401390v     Document Type: Article

References (92)

1. Bukowski, M. R.; Koehntop, K. D.; Stubna, A.; Bominaar, E. L.; Halfen, J. A.; Muenck, E.; Nam, W.; Que, L., Jr. Science 2005, 310, 1000-1002
2. England, J.; Guo, Y.; Van, H. K. M.; Cranswick, M. A.; Rohde, G. T.; Bominaar, E. L.; Munck, E.; Que, L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11880-11883
3. England, J.; Martinho, M.; Farquhar, E. R.; Frisch, J. R.; Bominaar, E. L.; Munck, E.; Que, L., Jr. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 3622-3626
4. Gupta, R.; Borovik, A. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13234-13242
5. Krebs, C.; Fujimori, D. G.; Walsh, C. T.; Bollinger, J. M., Jr. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 484-492
6. Nam, W. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 522-531
7. Que, L. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 493-500
8. van, E. R. Chem. Rev. 2005, 105, 1917-1921
9. Arzoumanian, H. Coord. Chem. Rev. 1998, 178-180, 191-202
10. Brondino, C. D.; Rivas, M. G.; Romao, M. J.; Moura, J. J. G.; Moura, I. Acc. Chem. Res. 2006, 39, 788-796
11. Donahue, J. P.; Lorber, C.; Nordlander, E.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 3259-3260
12. Harlan, E. W.; Berg, J. M.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 6992-7000
13. Heinze, K.; Fischer, A. Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 1939-1947
14. Hoffman, J. T.; Einwaechter, S.; Chohan, B. S.; Basu, P.; Carrano, C. J. Inorg. Chem. 2004, 43, 7573-7575
15. Holm, R. H. Coord. Chem. Rev. 1990, 100, 183-221
16. Holm, R. H.; Solomon, E. I.; Majumdar, A.; Tenderholt, A. Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 993-1015
17. Lee, S. C.; Holm, R. H. Inorg. Chim. Acta 2008, 361, 1166-1176
18. Lim, B. S.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1920-1930
19. McMaster, J.; Tunney, J. M.; Garner, C. D. Prog. Inorg. Chem. 2003, 52, 539-583
20. McNamara, J. P.; Joule, J. A.; Hillier, I. H.; Garner, C. D. Chem. Commun. 2005, 177-179
21. Moura, J. J. G.; Brondino, C. D.; Trincao, J.; Romao, M. J. J. Biol. Inorg. Chem. 2004, 9, 791-799
22. Peariso, K.; McNaughton, R. L.; Kirk, M. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9006-9007
23. Pushie, M. J.; George, G. N. Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 1055-1084
24. Schultz, B. E.; Gheller, S. F.; Muetterties, M. C.; Scott, M. J.; Holm, R. H. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 2714-22
25. Smith, P. D.; Millar, A. J.; Young, C. G.; Ghosh, A.; Basu, P. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9298-9299
26. Sugimoto, H.; Tarumizu, M.; Tanaka, K.; Miyake, H.; Tsukube, H. Dalton Trans. 2005, 3558-3565
27. Wallace, D.; Gibson, L. T.; Reglinski, J.; Spicer, M. D. Inorg. Chem. 2007, 46, 3804-3806
28. Wang, J.-J.; Tessier, C.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 2006, 45, 2979-2988
29. Barber, J. Inorg. Chem. 2008, 47, 1700-1710
30. Guskov, A.; Gabdulkhakov, A.; Broser, M.; Gloeckner, C.; Hellmich, J.; Kern, J.; Frank, J.; Mueh, F.; Saenger, W.; Zouni, A. ChemPhysChem 2010, 11, 1160-1171
31. Lee, C.-I.; Brudvig, G. W. J. Chin. Chem. Soc. 2004, 51, 1221-1228
32. Siegbahn, P. E. M. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1871-1880
33. Park, Y. J.; Ziller, J. W.; Borovik, A. S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 9258-9261
34. Taguchi, T.; Gupta, R.; Lassalle-Kaiser, B.; Boyce, D. W.; Yachandra, V. K.; Tolman, W. B.; Yano, J.; Hendrich, M. P.; Borovik, A. S. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1996-1999
35. Kanady, J. S.; Mendoza-Cortes, J. L.; Tsui, E. Y.; Nielsen, R. J.; Goddard, W. A.; Agapie, T. J. Am. Chem. Soc. 2012, 135 (3) 1073-1082
36. Kanady, J. S.; Tsui, E. Y.; Day, M. W.; Agapie, T. Science 2011, 333, 733-736
37. Chronister, C. W.; Binstead, R. A.; Ni, J.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 1997, 36, 3814-3815
38. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Brennaman, M. K.; Hoertz, P. G.; Patrocinio, A. O. T.; Murakami, I. N. Y.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1954-1965
39. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 17632-17635
40. Gagliardi, C. J.; Vannucci, A. K.; Concepcion, J. J.; Chen, Z.; Meyer, T. J. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7704-7717
41. Jurss, J. W.; Concepcion, J. J.; Butler, J. M.; Omberg, K. M.; Baraldo, L. M.; Thompson, D. G.; Lebeau, E. L.; Hornstein, B.; Schoonover, J. R.; Jude, H.; Thompson, J. D.; Dattelbaum, D. M.; Rocha, R. C.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2012, 51, 1345-1358
42. Kuznetsov, A. E.; Geletii, Y. V.; Hill, C. L.; Morokuma, K.; Musaev, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6844-6854
43. Li, X.; Chen, G.; Schinzel, S.; Siegbahn, P. E. M. Dalton Trans. 2011, 40, 11296-11307
44. Limburg, B.; Bouwman, E.; Bonnet, S. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 1451-1467
45. Liu, F.; Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Cardolaccia, T.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Inorg Chem 2008, 47, 1727-52
46. Moonshiram, D.; Jurss, J. W.; Concepcion, J. J.; Zakharova, T.; Alperovich, I.; Meyer, T. J.; Pushkar, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 4625-4636
47. Stull, J. A.; Britt, R. D.; McHale, J. L.; Knorr, F. J.; Lymar, S. V.; Hurst, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19973-19976
48. Winkler, J. R.; Gray, H. B. Struct. Bonding (Berlin) 2012, 142, 17-28
49. Palucki, M.; Finney, N. S.; Pospisil, P. J.; Gueler, M. L.; Ishida, T.; Jacobsen, E. N. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 948-954
50. Basu, P.; Kail, B. W.; Young, C. G. Inorg. Chem. 2010, 49, 4895-4900
51. Cai, Y.; Ellern, A.; Espenson, J. H. Inorg. Chem. 2005, 44, 2560-2565
52. Conry, R. R.; Mayer, J. M. Inorg. Chem. 1990, 29, 4862-7
53. Espenson, J. H. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 329-341
54. Ison, E. A.; Cessarich, J. E.; Travia, N. E.; Fanwick, P. E.; Abu-Omar, M. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1167-1178
55. Koshino, N.; Espenson, J. H. Inorg. Chem. 2003, 42, 5735-5742
56. Over, D. E.; Critchlow, S. C.; Mayer, J. M. Inorg. Chem. 1992, 31, 4643-8
57. Reynolds, M. S.; Berg, J. M.; Holm, R. H. Inorg. Chem. 1984, 23, 3057-62
58. Seymore, S. B.; Brown, S. N. Inorg. Chem. 2000, 39, 325-332
59. Wang, Y.; Espenson, J. H. Inorg. Chem. 2002, 41, 2266-2274
60. Wang, Y.; Espenson, J. H. Inorg Chem 2002, 41, 2266-74
61. Feng, Y.; Aponte, J.; Houseworth, P. J.; Boyle, P. D.; Ison, E. A. Inorg. Chem. 2009, 48, 11058-11066
62. Betley, T. A.; Surendranath, Y.; Childress, M. V.; Alliger, G. E.; Fu, R.; Cummins, C. C.; Nocera, D. G. Philos. Trans. R. Soc., B 2008, 363, 1293-303
63. Betley, T. A.; Wu, Q.; Van, V. T.; Nocera, D. G. Inorg. Chem. 2008, 47, 1849-1861
64. Lilly, C. P.; Boyle, P. D.; Ison, E. A. Dalton Trans. 2011, 40, 11815-11821
65. Lilly, C. P.; Boyle, P. D.; Ison, E. A. Organometallics 2012, 31, 4295-4301
66. Smeltz, J. L.; Boyle, P. D.; Ison, E. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13288-13291
67. Smeltz, J. L.; Boyle, P. D.; Ison, E. A. Organometallics 2012, 31, 5994-5997
68. Smeltz, J. L.; Webster, C. E.; Ison, E. A. Organometallics 2012, 31, 4055-4062
69. Peryshkov, D. V.; Schrock, R. R.; Takase, M. K.; Muller, P.; Hoveyda, A. H. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20754-20757
70. Sanchez-Nieves, J.; Frutos, L. M.; Royo, P.; Castano, O.; Herdtweck, E. Organometallics 2005, 24, 2004-2007
71. Sanchez-Nieves, J.; Frutos, L. M.; Royo, P.; Castano, O.; Herdtweck, E.; Mosquera, M. E. G. Inorg. Chem. 2010, 49, 10642-10648
72. Sanchez-Nieves, J.; Royo, P.; Mosquera, M. E. G. Eur. J. Inorg. Chem. 2006, 127-132
73. Barrado, G.; Doerrer, L.; Green, M. L. H.; Leech, M. A. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1999, 1061-1066
74. Doerrer, L. H.; Galsworthy, J. R.; Green, M. L. H.; Leech, M. A. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1998, 2483-2488
75. Doerrer, L. H.; Galsworthy, J. R.; Green, M. L. H.; Leech, M. A.; Muller, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1998, 3191-3194
76. Fischer, J.; Kress, J.; Osborn, J. A.; Ricard, L.; Wesolek, M. Polyhedron 1987, 6, 1839-42
77. Galsworthy, J. R.; Green, J. C.; Green, M. L. H.; Muller, M. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1998, 15-20
78. Galsworthy, J. R.; Green, M. L. H.; Muller, M.; Prout, K. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1997, 1309-1313
79. Smeltz, J. L.; Boyle, P. D.; Ison, E. A. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13288-13291
80. Smeltz, J. L.; Webster, C. E.; Ison, E. A. Organometallics 2012, 31, 4055-4062
81. Parr, R. G.; Yang, W. Density Functional Theory of Atoms and Molecules; Oxford University Press: New York, 1989.
82. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-52
83. Ehlers, A. W.; Boehme, M.; Dapprich, S.; Gobbi, A.; Hoellwarth, A.; Jonas, V.; Koehler, K. F.; Stegmann, R.; Veldkamp, A. Chem. Phys. Lett. 1993, 208, 111-14
84. Tomasi, J.; Mennucci, B.; Cammi, R. Chem. Rev. 2005, 105, 2999-3093
85. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Gaussian 09, revisions, A.02; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
86. 4 oxo, see: Fukuzumi, S.; Morimoto, Y.; Kotani, H.; Naumov, P.; Lee, Y.-M.; Nam, W. Nat. Chem. 2010, 2, 756-759
87. Crevier, T. J.; Bennett, B. K.; Soper, J. D.; Bowman, J. A.; Dehestani, A.; Hrovat, D. A.; Lovell, S.; Kaminsky, W.; Mayer, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1059-1071
88. J. Crevier, T.; Lovell, S.; M. Mayer, J. Chem. Commun. 1998, 0, 2371-2372
89. Perdew, J. P.; Chevary, J. A.; Vosko, S. H.; Jackson, K. A.; Pederson, M. R.; Singh, D. J.; Fiolhais, C. Phys. Rev. B: Condens. Matter 1992, 46, 6671-87
90. Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H.; Pitzer, R. M. J. Phys. Chem. 1993, 97, 5852-9
91. Hehre, W. J.; Ditchfield, R.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257-61
92. Marenich, A. V.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 6378-6396