Structures, magnetochemistry, spectroscopy, theoretical study, and catechol oxidase activity of dinuclear and dimer-of-dinuclear mixed-valence Mn IIIMnII complexes derived from a macrocyclic ligand

Inorganic Chemistry

Volumn 52, Issue 13, 2013, Pages 7732-7746

  Jana, Arpita ^a   Aliaga Alcalde, Núria ^b   Ruiz, Eliseo ^c   Mohanta, Sasankasekhar ^a  

^a UNIVERSITY OF CALCUTTA   (India)

^b INSTITUT DE CIÈNCIA DE MATERIALS DE BARCELONA ICMAB CSIC   (Spain)

^c UNIVERSITY OF BARCELONA   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CATECHOL OXIDASE; COORDINATION COMPOUND; LIGAND; MACROCYCLIC COMPOUND; MANGANESE;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; DIMERIZATION; ELECTROSPRAY MASS SPECTROMETRY; MAGNET;

CATECHOL OXIDASE; COORDINATION COMPLEXES; DIMERIZATION; LIGANDS; MACROCYCLIC COMPOUNDS; MAGNETS; MANGANESE; MODELS, MOLECULAR; SPECTROMETRY, MASS, ELECTROSPRAY IONIZATION;

EID: 84879767769     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic400916h     Document Type: Article

References (115)

1. Robin, M. B.; Day, P. Adv. Inorg. Chem. Radiochem. 1967, 10, 247
2. Allen, G. C.; Hush, N. S. Prog. Inorg. Chem. 1967, 8, 357
3. Hush, N. S. Prog. Inorg. Chem. 1967, 8, 391
4. Kaim, W.; Lahiri, G. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 1778
5. Demadis, K. D.; Hartshorn, C. M.; Meyer, T. J. Chem. Rev. 2001, 101, 2655
6. Kaim, W.; Klein, A.; Glöckle, M. Acc. Chem. Res. 2000, 33, 755
7. D'Alessandro, D. M.; Keene, F. R. Chem. Rev. 2006, 106, 2270
8. D'Alessandro, D. M.; Keene, F. R. Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 424
9. Brunschwig, B. S.; Creutz, C.; Sutin, N. Chem. Soc. Rev. 2002, 31, 168
10. Dutta, S. K.; Ensling, J.; Werner, R.; Flörke, U.; Haase, W.; Gütlich, P.; Nag, K. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1997, 36, 152
11. Drüeke, S.; Chaudhuri, P.; Pohl, K.; Wieghardt, K.; Ding, X.-Q.; Bill, E.; Sawaryn, A.; Trautwein, A. X.; Winkler, H.; Gurman, S. J. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1989, 59
12. Hazra, S.; Sasmal, S.; Fleck, M.; Grandjean, F.; Sougrati, M. T.; Ghosh, M.; Harris, T. D.; Bonville, P.; Long, G. J.; Mohanta, S. J. Chem. Phys. 2011, 134 174507
13. Stamatatos, T. C.; Christou, G. Inorg. Chem. 2009, 48, 3308
14. Lampropoulos, C.; Redler, G.; Data, S.; Abboud, K. A.; Hill, S.; Christou, G. Inorg. Chem. 2010, 49, 1325
15. Taguchi, T.; Wernsdorfer, W.; Abboud, K. A.; Christou, G. Inorg. Chem. 2010, 49, 10579
16. Berlinguette, C. P.; Vaughn, D.; Cañada-Vilalta, C.; Galán-Mascarós, J. R.; Dunbar, K. R. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 1523
17. Brechin, E. K.; Boskovic, C.; Wernsdorfer, W.; Yoo, J.; Yamaguchi, A.; Sañudo, E. C.; Concolino, T. R.; Rheingold, A. L.; Ishimoto, H.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9710
18. Boskovic, C.; Pink, M.; Huffman, J. C.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 9914
19. Rumberger, E. M.; del Barco, E.; Lawrence, J.; Hill, S.; Kent, A. D.; Zakharov, L. N.; Rheingold, A. L.; Hendrickson, D. N. Polyhedron 2005, 24, 2557
20. Ako, A. M.; Hewitt, I. J.; Mereacre, V.; Clérac, R.; Wernsdorfer, W.; Anson, C. E.; Powell, A. K. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4926
21. Larson, E. J.; Pecoraro, V. L., Eds. Manganese Redox Enzymes; VCH Publications: New York, 1992; p 1.
22. Crowley, J. D.; Traynor, D. A.; Weatherburn, D. C. Metal Ions in Biological Processes; Sigel, A.; Sigel, H., Eds.; Marcel, Dekker: Basel, Switzerland, 2000; p 209.
23. Holm, R. H.; Kennepohl, P.; Solomon, E. I. Chem. Rev. 1996, 96, 2239
24. Blondin, G.; Girerd, J. J. Chem. Rev. 1990, 90, 1359
25. Mitić, N.; Smith, S. J.; Neves, A.; Guddat, L. W.; Gahan, L. R.; Schenk, G. Chem. Rev. 2006, 106, 3338
26. Wilcox, D. E. Chem. Rev. 1996, 96, 2435
27. Yachandra, V. K.; Sauer, K.; Klein, M. P. Chem. Rev. 1996, 96, 2927
28. Rutherford, A. W.; Boussac, A. Science 2004, 303, 1782
29. Borgstahl, G. E.; Parge, H. E.; Hickey, M. J.; Johnson, M. J.; Boissinot, M.; Hallewell, R. A.; Lepock, J. R.; Cabelli, D. E.; Tainer, J. A. Biochemistry 1996, 35, 4287
30. Whittaker, M. M.; Barynin, V. V.; Antonyuk, S. V.; Whittaker, J. W. Biochemistry 1999, 38, 9126
31. Barynin, V. V.; Whittaker, M. M.; Antonyuk, S. V.; Lamzin, V. S.; Harrison, P. M.; Artymiuk, P. J.; Whittaker, J. W. Structure 2001, 9, 725
32. Koval, I. A.; Gamez, P.; Belle, C.; Selmeczi, K.; Reedijk, J. Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 814
33. Selmeczi, K.; Réglier, M.; Giorgi, M.; Speier, G. Coord. Chem. Rev. 2003, 245, 191
34. Than, R.; Feldmann, A. A.; Krebs, B. Coord. Chem. Rev. 1999, 182, 211
35. Solomon, E. I.; Sundaram, U. M.; Machonkin, T. E. Chem. Rev. 1996, 96, 2563
36. Kitajima, N.; Moro-oka, Y. Chem. Rev. 1994, 94, 737
37. Eicken, C.; Krebs, B.; Sacchettini, J. C. Curr. Opin. Struct. Biol. 1999, 9, 677
38. Majumder, S.; Sarkar, S.; Sasmal, S.; Sañudo, E. C.; Mohanta, S. Inorg. Chem. 2011, 50, 7540
39. Belle, C.; Beguin, C.; Gautier-Luneau, I.; Hamman, S.; Philouze, C.; Pierre, J. L.; Thomas, F.; Torelli, S. Inorg. Chem. 2002, 41, 479
40. Banerjee, A.; Sarkar, S.; Chopra, D.; Colacio, E.; Rajak, K. K. Inorg. Chem. 2008, 47, 4023
41. Kao, C.-H.; Wei, H.-H.; Liu, Y.-H.; Lee, G.-H.; Wang, Y.; Lee, C.-J. J. Inorg. Biochem. 2001, 84, 171
42. González-Sebastián, L.; Ugalde-Saldívar, V. M.; Mijangos, E.; Mendoza-Quijano, M. R.; Ortiz-Frade, L.; Gasque, L. J. Inorg. Biochem. 2010, 104, 1112
43. Reim, J.; Krebs, B. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1997, 3793
44. Anekwea, J.; Hammerschmidta, A.; Rompelb, A.; Krebs, B. Z. Anorg. Allg. Chem. 2006, 632, 1057
45. Merkel, M.; Mçller, N.; Piacenza, M.; Grimme, S.; Rompel, A.; Krebs, B. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 1201
46. Rey, N. A.; Neves, A.; Bortoluzzi, A. J.; Pich, C. T.; Terenzi, H. Inorg. Chem. 2007, 46, 348
47. Ackermann, J.; Meyer, F.; Kaifer, E.; Pritzkow, H. Chem.-Eur. J. 2002, 8, 247
48. Mukherjee, J.; Mukherjee, R. Inorg. Chim. Acta 2002, 337, 429
49. Fernandes, C.; Neves, A.; Bortoluzzi, J.; Mangrich, A. S.; Rentschler, E.; Szpoganicz, B.; Schwingel, E. Inorg. Chim. Acta 2001, 320, 12
50. Thirumavalavan, M.; Akilan, P.; Kandaswamy, M.; Chinnakali, G.; Senthil Kumar, G.; Fun, H. K. Inorg. Chem. 2003, 42, 3308
51. Smith, S. J.; Noble, C. J.; Palmer, R. C.; Hanson, G. R.; Schenk, G.; Gahan, L. R.; Riley, M. J. Biol. Inorg. Chem. 2008, 13, 499
52. Manzur, J.; García, A. M.; Vega, A.; Ibañez, A. Polyhedron 2007, 26, 115
53. Karlin, K. D.; Gultneh, Y.; Nicholson, T.; Zubieta, J. Inorg. Chem. 1985, 24, 3725
54. Triller, M. U.; Pursche, D.; Hsieh, W.-Y.; Pecoraro, V. L.; Rompel, A.; Krebs, B. Inorg. Chem. 2003, 42, 6274
55. Szigyártó, I. C.; Simándi, L. I.; Párkányi, L.; Korecz, L.; Schlosser, G. Inorg. Chem. 2006, 45, 7480
56. Kovala-Demertzi, D.; Hadjikakou, S. K.; Demertzis, M. A.; Deligiannakis, Y. J. Inorg. Biochem. 1998, 69, 223
57. Gultneh, Y.; Farooq, A.; Karlin, K. D.; Liu, S.; Zubieta, J. Inorg. Chim. Acta 1993, 211, 171
58. Hitomi, Y.; Ando, A.; Matsui, H.; Ito, T.; Tanaka, T.; Ogo, S.; Funabiki, T. Inorg. Chem. 2005, 44, 3473
59. Blay, G.; Fernández, I.; Pedro, J. R.; Ruiz-García, R.; Temporal-Sánchez, T.; Pardo, E.; Lloret, F.; Muñoz, M. C. J. Mol. Catal. A 2006, 250, 20
60. Kaizer, J.; Csonka, R.; Baráth, G.; Speier, G. Trans. Metal Chem. 2007, 32, 1047
61. Majumder, A.; Goswami, S.; Batten, S. R.; Fallah, M. S. E.; Ribas, J.; Mitra, S. Inorg. Chim. Acta 2006, 359, 2375
62. Mukherjee, S.; Weyhermüller, T.; Bothe, E.; Wieghardt, K.; Chaudhuri, P. Dalton Trans. 2004, 3842
63. Simándi, T. L.; Simándi, L. I. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1999, 4529
64. Simándi, L. I.; Simándi, T. L. J. Inorg. Biochem. 2001, 86, 332
65. Simándi, L. I.; Simándi, T. L. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1998, 3275
66. Rao, C. R. K.; Zacharias, P. S. Polyhedron 1997, 16, 1201
67. Ullman, F.; Brittner, K. Chem. Ber. 1909, 42, 2539
68. APEX-II, SAINT-Plus, and TWINABS, Bruker-Nonius AXS Inc., Madison, Wisconsin, USA, 2004.
69. Sheldrick, G. M. SAINT (version 6.02), SADABS (version 2.03), Bruker AXS lnc., Madison, WI, 2002.
70. Sheldrick, G. M. SHELXTL (version 6.10), Bruker AXS Inc., Madison, WI, 2002.
71. Sheldrick, G. M. SHELXL-97, Crystal Structure Refinement Program, University of Göttingen, Germany, 1997.
72. Ruiz, E.; Alemany, P.; Alvarez, S.; Cano, J. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 1297
73. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S. Chem.-Eur. J. 2005, 11, 4767
74. Ruiz, E.; Cauchy, T.; Cano, J.; Costa, R.; Tercero, J.; Alvarez, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7420
75. Ruiz, E. Struct. Bonding (Berlin) 2004, 113, 71
76. Ruiz, E.; Alvarez, S.; Cano, J.; Polo, V. J. Chem. Phys. 2005, 123 164110(1)
77. Ruiz, E.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. J. Comput. Chem. 1999, 20, 1391
78. Ruiz, E.; Rodríguez-Fortea, A.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 982
79. Ruiz, E.; Rodríguez-Fortea, A.; Tercero, J.; Cauchy, T.; Massobrio, C. J. Chem. Phys. 2005, 123 074102(1)
80. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648
81. Schaefer, A.; Huber, C.; Ahlrichs, R. J. Chem. Phys. 1994, 100, 5829
82. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; 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.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, O.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision A.1; Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
83. Jaguar 7.0, Schrödinger, LLC, New York, 2007.
84. Vacek, G.; Perry, J. K.; Langlois, J.-M. Chem. Phys. Lett. 1999, 310, 189
85. Nakamoto, K. Infrared and Raman Spectra of Inorganic and CoordinationCompounds, 3 rd ed.; John Wiley: New York, 1978; p 232.
86. Socrates, G. Infrared Characteristic Group Frequencies: Tables and Charts, 3 rd ed.; Wiley: Chichester, U.K., 2001.
87. Geary, W. J. Chem. Rev. 1971, 7, 81
88. Liu, W.; Thorp, H. H. Inorg. Chem. 1993, 32, 4102
89. Wilkins, R. G. Kinetics and Mechanism of Reactions of Transition Metal Complexes; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany, 2002; p 4.
90. Volkmer, D.; Hommerich, B.; Griesar, K.; Haase, W.; Krebs, B. Inorg. Chem. 1996, 35, 3792
91. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente-Juan, J. M.; Coronado, E.; Tsukerblat, B. S. Inorg. Chem. 1999, 38, 6081
92. Borrás-Almenar, J. J.; Clemente, J. M.; Coronado, E.; Tsukerblat, B. S. J. Comput. Chem. 2001, 22, 985
93. Mennedy, B. J.; Murray, K. S. Inorg. Chem. 1985, 24, 1552
94. Taking into account that 1 and 2 could be seen as mononuclear species with intermolecular interactions.
95. Gerritsen, H. J.; Sabinsky, E. S. Phys. Rev. 1963, 132, 1507
96. Miyasaka, H.; Saitoh, A.; Abe, S. Coord. Chem. Rev. 2007, 251, 2622
97. Ruiz, E.; Cuachy, T.; Cano, J.; Costa, R.; Tercero, J.; Alvarez, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 7420
98. Rich, J.; Castillo, C. E.; Romero, I.; Rodríguez, M.; Duboc, C.; Collomb, M.-N. Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 3658
99. Dubo, C.; Collomb, M.-N.; Neese, R. Appl. Magn. Reson. 2010, 37, 229
100. Chang, H.-R.; Larsen, S. C.; Boyd, P. D. W.; Pierpont, C. G.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 4565
101. Gou, S.; Zeng, Q.; Yu, Z.; Qian, M.; Zhu, J.; Duan, C.; You, X. Inorg. Chim. Acta 2000, 303, 175
102. Liu, H.; Tian, J.; Kou, Y.; Zhang, H.; Feng, L.; Li, D.; Gu, W.; Liu, X.; Liao, D.; Cheng, P.; Ribas, J.; Yan, S. Dalton Trans. 2009, 10511
103. Gultneh, Y.; Tesema, Y. T.; Yisgedu, T. B.; Butcher, R. J.; Wang, G.; Yee, G. T. Inorg. Chem. 2006, 45, 3023
104. Schake, A. R.; Schmitt, E. A.; Conti, A. J.; Streib, W. E.; Huffman, J. C.; Hendrickson, D. N.; Christou, G. Inorg. Chem. 1991, 30, 3192
105. Diril, H.; Chang, H.-R.; Nilges, M. J.; Zhang, X.; Potenza, J. A.; Schugar, H. J.; Isied, S. S.; Hendrickson, D. N. J. Am. Chem. Soc. 1989, 111, 5102
106. Buchanan, R. M.; Oberhausen, K. J.; Richardson, J. F. Inorg. Chem. 1988, 27, 971
107. Dubois, L.; Xiang, D.-F.; Tan, X.-H.; Pécaut, J.; Jones, P.; Baudron, S.; Pape, L. L.; Latour, J.-M.; Baffert, C.; Chardon-Noblat, S.; Collomb, M.-N.; Deronzier, A. Inorg. Chem. 2003, 42, 750
108. Smith, S. J.; Riley, M. J.; Noble, C. J.; Hanson, G. R.; Stranger, R.; Jayaratne, V.; Cavigliasso, G.; Schenk, G.; Gahan, L. R. Inorg. Chem. 2009, 48, 10036
109. Goodenough, J. B. Phys. Rev. 1955, 100, 564
110. Kanamori, J. J. Phys. Chem. Solids 1959, 10, 87
111. Rodríguez-Fortea, A.; Alemany, P.; Alvarez, S.; Ruiz, E. Chem.-Eur. J. 2001, 7, 627
112. Colacio, E.; Domínguez-Vera, J.; Ghazi, M.; Kivekäs, R.; Klinga, M.; Moreno, J. M. Eur. J. Inorg. Chem. 1999, 441
113. Cano, J.; Ruiz, E.; Alvarez, S.; Verdaguer, M. Comments Inorg. Chem. 1998, 20, 27
114. Ruiz, E.; Cirera, J.; Alvarez, S. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 2649
115. Awaga, K.; Suzuki, Y.; Hachisuka, H.; Takeda, K. J. Mater. Chem. 2006, 16, 2516