A journey of metal-metal bonding beyond Cotton's quadruple bonds

Journal of the Chinese Chemical Society

Volumn 61, Issue 1, 2014, Pages 9-26

  Hua, Shao An ^a   Tsai, Yi Chou ^b   Peng, Shie Ming ^a,c  

^a NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY   (Taiwan)

^b NATIONAL TSING HUA UNIVERSITY   (Taiwan)

^c INSTITUTE OF CHEMISTRY   (Taiwan)

Author keywords

Metal string; Metal to metal bonding; Nitrogen ligands; Quintuple bond; Transition metals

Indexed keywords

EID: 84896451847     PISSN: 00094536     EISSN: 21926549     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jccs.201300417     Document Type: Review

References (105)

1. (a) Cotton, F. A.; Curtis, N. F.; Harris, C. B.; Johnson, B. F. G.; Lippard, S. J.; Mague, T. J.; Robinson,W. R.;Wood, J. S. Science 1964, 145, 1305.
2. (b) Cotton, F. A.; Curtis, N. F.; Johnson, B. F. G.; Robinson, W. R. Inorg. Chem. 1965, 4, 326.
3. Cotton, F. A.; Murillo, C. A.; Walton, R. A. Multiple Bond between Metal Atoms, 3rd ed.; Springer: New York, 2005.
4. (a) Berry, J. F.; Cotton, F. A.; Lei, P.; Lu, T.; Murillo, C. Inorg. Chem. 2003, 42, 3534 and references therein.
5. Molecular Wires: From Design to Perspectives. In Top. Curr. Chem., Cola, L. De, Ed.; Springer: Berlin, 2005; p 257.
6. Hurley, T. J.; Robinson, M. A. Inorg. Chem. 1968, 7, 33.
7. (a) Aduldecha, S.; Hathaway, B. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1991, 993.
8. (b) Pyrka, G. J.; El-Mekki,M.; Pinkerton, A. A. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1991, 84.
9. (c) Wu, L. P.; Field, P.; Morrissey, T.; Murphy, C.; Nagle, P.; Hathaway, B.; Simmons, C.; Thornton, P. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1990, 3835.
10. (a) Zhu, L. G.; Peng, S. M. Wuji Huaxue Xuebao 2002, 18, 117.
11. (b) Yeh, C. Y.; Wang, C. C.; Chen, C. h.; Peng, S. M. In Nano Redox Sites: Nano-Space Control and its Applications; Hirao, T., Ed.; Springer: Berlin, 2006; Chapter 5, p 85-117.
12. (c) Berry, J. F. Structure and Bonding 2010, 136, 1.
13. (a) Wang, C. C.; Lo, W. C.; Chou, C. C.; Lee, G. H.; Chen, J. M.; Peng, S. M. Inorg. Chem. 1998, 37, 4059.
14. (b) Shieh, S. J.; Chou, C. C.; Lee, G. H.; Wang, C. C.; Peng, S. M. Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 56.
15. (c) Chang, H. C.; Li, J. T.; Wang, C. C.; Lin, T. W.; Lee, H. C.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Eur. J. Inorg. Chem. 1999, 1243.
16. (d) Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Lu, T.; Murillo, C. A.;Wang, X. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 1999, 517.
17. (e) Yeh, C. Y.; Chou, C. H.; Pan, K. C.; Wang, C. C.; Lee, G. H.; Su, Y. O.; Peng, S. M. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2002, 2670.
18. (f) Yin, C.; Huang, G.-C.; Kuo, C. K.; Fu, M. D.; Lu, H. C.; Ke, J. H.; Shih, K. N.; Huang, Y. L.; Lee, G. H.; Yeh, C. Y.; Chen, C. h.; Peng, S. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10090.
19. (a) Lai, S. Y.; Lin, T. W.; Chen, Y. H.; Wang, C. C.; Lee, G. H.; Yang, M. H.; Leung, M. K.; Peng, S. M. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 250.
20. (b) Chen, Y. H.; Lee, C. C.;Wang, C. C.; Lee, G. H.; Lai, S. Y.; Li, F. Y.; Mou, C. Y.; Peng, S. M. Chem. Commun. 1999, 1667.
21. (a) Peng, S. M.; Wang, C. C.; Jang, Y. L.; Chen, Y. H.; Li, F. Y.; Mou, C. Y.; Leung, M. K. J. Magn. Magn. Mater. 2000, 209, 80.
22. (b) Ismayilov, R. H.;Wang,W. Z.;Wang, R. R.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S.M. Chem. Commun. 2007, 1121.
23. Klotzbücher, W.; Ozin, G. A. Inorg. Chem. 1977, 16, 984.
24. Kant, A.; Strauss, B. J. Phys. Chem. 1966, 45, 3161.
25. Kundig, E. P.; Moskovits, M.; Ozin, G. A. Nature 1975, 254, 503.
26. Gupta, S. K.; Atkins, R. M.; Gingerich, K. A. Inorg. Chem. 1978, 17, 3211.
27. Weltner, Jr.W.; Van Zee, R. J. Annu. Rev. Phys. Chem. 1984, 35, 291.
28. Morse, M. D. Chem. Rev. 1986, 86, 1049.
29. Xiao, Z. L.; Hauge, R. H.; Margrave, J. L. J. Phys. Chem. 1992, 96, 636.
30. Casey, S. M.; Villalta, P. W.; Bengali, A. A.; Cheng, C. L.; Dick, J. P.; Fenn, P. T.; Leopold, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 6688.
31. Casey, S. M.; Leopold, D. G. J. Phys. Chem. 1993, 97, 816.
32. Casey, S. M.; Leopold, D. G. Chem. Phys. Lett. 1993, 201, 205.
33. Chisholm, M. H.; Macintosh, A. M. Chem. Rev. 2005, 105, 2949.
34. Dedieu, A.; Albright, T. A.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 1979, 101, 3141.
35. Weinhold, F.; Landis, C. R. Chem. Ed. Res. Pract. Eur. 2001, 2, 91.
36. Weinhold, F.; Landis, C. R. Valency and Bonding: A Natural Bond Orbital Donor-Acceptor Perspective; Cambridge University Press: Cambridge, UK/New York, 2005; p 555.
37. Landis, C. R.; Weinhold, F. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 7335.
38. Nguyen, T.; Sutton, A. D.; Brynda, S.; Fettinger, J. C.; Long, G. J.; Power, P. P. Science 2005, 310, 844.
39. Twamley, B.; Haubrich, S. T.; Power, P. P. Adv. Organomet. Chem. 1999, 44, 1.
40. Clyburne, J. A. C.; McMullen, N. Coord. Chem. Rev. 2000, 210, 73.
41. Fischer, R. C.; Power, P. P. Chem. Rev. 2010, 110, 3877.
42. Power, P. P. Chem. Rev. 2011, 111, 3482.
43. Wolf, R.; Ni, C.; Nguyen, T.; Brynda, M.; Long, G. J.; Sutton, A. D.; Fischer, R. C.; Fettinger, J. C.; Hellman, M.; Pu, L.; Power, P. P. Inorg. Chem. 2007, 46, 11277.
44. Wagner, F. R.; Noor, A.; Kempe, R. Nat. Chem. 2009, 1, 529.
45. Clérac, R.; Cotton, F. A.; Dunbar, K. R.; Murillo, C. A.; Pascual, I.; Wang, X. Inorg. Chem. 1999, 38, 2655.
46. (a) Rohmer,M-M.; Bénard,M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 9372.
47. (b) Pantazis, D. A.; McGrady, J. E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4128.
48. Kiehl, P.; Rohmer,M-M.; Bénard,M. Inorg. Chem. 2004, 43, 3151.
49. Kou, C. K.; Liu, I. P. C.; Yeh, C. Y.; Chou, C. H.; Tsao, T. B.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Chem. Eur. J. 2007, 13, 1442.
50. (a) Lai, S. H.; Hsiao, C. J.; Ling, J.W.;Wang,W. Z.; Peng, S. M.; Chen, I. C. Chem. Phys. Lett. 2008, 456, 181.
51. (b) Hsiao, C. J.; Lai, S. H.; Chen, I. C.; Wang, W. Z.; Peng, S. M. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 13528.
52. Benbellat, N.; Rohmer, M-M.; Bénard, M. Chem. Commun. 2001, 2368.
53. Ismayilov, R. H.;Wang,W. Z.;Wang, R. R.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Chem. Commun. 2007, 1121.
54. Georgiev, V. P.; Sameera, W. M. C.; McGrady, J. E. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 20163.
55. (a) Chien, C. H.; Chang, J. C.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Fang, J. M.; Song, Y.; Peng, S. M. Dalton Trans. 2006, 2106.
56. (b) Chien, C. H.; Chang, J. C.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Fang, J. M.; Song, Y.; Peng, S. M. Dalton Trans. 2006, 3249.
57. Liu, I. P. C.; Bénard, M.; Hasanov, H.; Chen, I. W. P.; Tseng, W. H.; Fu, M. D.; Rohmer, M-M.; Chen, C. h.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Chem. Eur. J. 2007, 13, 8667.
58. Liu, I. P. C.;Wang,W. Z.; Peng, S. M. Chem. Commun. 2009, 4323.
59. Ismayilov, R. H.;Wang,W. Z.; Lee, G. H.; Yeh, C. Y.; Hua, S. A.; Song, Y.; Rohmer, M-M.; Bénard, M.; Peng, S. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2045.
60. Yang, C. C.; Lee, G. H.; Peng, S. M. manuscript in preparation.
61. (a) Rohmer, M-M.; Liu, I. P. C.; Lin, J. C.; Chiu, M. J.; Lee, G. S.; Bénard, M.; López, X.; Peng, S. M. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3533.
62. (b) Liu, I. P. C.; Lee, G. H.; Peng, S. M.; Bénard, M.; Rohmer, M-M. Inorg. Chem. 2007, 46, 9602.
63. (C) Huang, G. C.; Bénard, M.; Rohmer, M.-M.; Li, L. A.; Chiu, M. J.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 1767.
64. (d) Liu, I. P. C.; Chen, C. H.; Chen, C. F.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Chem. Commun. 2009, 577.
65. (e) Nippe, M.; Berry, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12684.
66. (f) Nippe, M.; Victor, E.; Berry, J. F. Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 5569.
67. (g) Nippe, M.; Timmer, G. H.; Berry, J. F. Chem. Commun. 2009, 4357.
68. (h) Nippe, M.; Wang, J.; Bill, E.; Hope, H.; Dalal, N. S.; Berry, J. F. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14261.
69. (i) Nippe, M.; Bill, E.; Berry, J. F. Inorg. Chem. 2011, 50, 7650.
70. (j) Cheng, M. C.;Mai, C. L.; Yeh, C. Y.; Lee, G. H.; Peng, S. M. Chem. Commun. 2013, 49, 7938.
71. Kreisel, K. A.; Yap, G. P. A.; Dmitrenko, O.; Landis, C. R.; Theopold, K. H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14162.
72. Noor, A.; Wagner, F. R.; Kempe, R. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7246.
73. Noor, A.; Glatz, G.; Müller, R.; Kaupp, M.; Demeshko, S.; Kempe, R. Nat. Chem. 2009, 1, 322.
74. Macchia, G. L.; Aquilante, F.; Veryazov, V.; Roos, B. O.; Gagliardi, L. Inorg. Chem. 2008, 47, 11455.
75. Tsai, Y.-C.; Lin, Y.-M.; Yu, J.-S. K.; Hwang, J.-K. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13980.
76. Tsai, Y.-C.; Hsu, C.-W.; Yu, J.-S. K.; Lee, G.-H.; Wang, Y.; Kuo, T.-S. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 7250.
77. Cotton, F. A.; Daniels, L. M.; Murillo, C. A.; Schooler, P. J. Chem. Soc. Dalton Trans. 2000, 2007.
78. Englman, R. The Jahn-Teller Effect in Molecules and Crystals; Wiley-Interscience: London, 1972.
79. Huang, Y.-L.; Lu, D.-Y.; Yu, H.-C.; Yu, J.-S. K.; Hsu, C.-W.; Kuo, T.-S.; Lee, G.-H.; Wang, Y.; Tsai, Y.-C. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7781.
80. Hsu, C.-W.; Yu, J.-S. K.; Yen, C.-H.; Lee, G.-H.; Wang, Y.; Tsai, Y.-C. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 9933.
81. (a) Noor, A.; Kempe, R. Chem. Rec. 2010, 10, 413.
82. (b) Noor, A.; Glatz, G.; Müller, R.; Kaupp, M.; Demeshko, S.; Kempe, R. Z. Anorg. Allg. Chem. 2009, 635, 1149.
83. Wolf, R.; Brynda, M.; Ni, C.; Long, G. J.; Power, P. P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 6076.
84. Brynda, M.; Gagliardi, L.; Widmark, P.-O.; Power, P. P.; Roos, B. O. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 3804.
85. Tsai, Y.-C.; Chen, H.-Z.; Chang, C.-C.; Yu, J.-S. K.; Lee, G.-H.; Wang, Yu; Kuo, T.-S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 12534.
86. Carrasco, M.; Cruado, N.; Maya, C.; Peloso, R.; Rodríguez, A.; Ruiz, E.; Alvarez, S.; Carmona, E. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3227.
87. Liu, S.-C.; Ke, W.-L.; Yu, J.-S. K.; Kuo, T.-S.; Tsai, Y.-C. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 6394.
88. Boudreaux, E. A.; Baxter, E. Int. J. Quantum Chem. 2004, 100, 1170.
89. Ni, C.; Ellis, B. D.; Long, G. J.; Power, P. P. Chem. Commun. 2009, 2332.
90. Tsai, Y.-C.; Wang, P.-Y.; Chen, S.-A.; Chen, J.-M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 128, 8066.
91. Monillas,W. H.; Yap, G. P. A.; MacAdams, L. A.; Theopold, K. H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8090.
92. Ni, C.; Power, P. P. Struct. Bonding (Berlin, Germany) 2010, 136, 59.
93. Wu, P.-F.; Liu, S.-C.; Shieh, Y.-J.; Kuo, T.-S.; Lee, G.-H.; Wang, Y.; Tsai, Y.-C. Chem. Commun. 2013, 49, 4391.
94. Tamne, E. S.; Noor, A.; Qayyum, S.; Bauer, T.; Kempe, R. Inorg. Chem. 2013, 52, 329.
95. Scharzmaier, C.; Noor, A.; Glatz, G.; Zabel, M.; Timoshkin, A. Y.; Cossairt, B. M.; Cummins, C. C.; Kempe, R.; Scheer, M. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7283.
96. Negishi, E.; Kondakov, D. Y.; Choueiry, D.; Kasai, K.; Takahashi, T. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 9577.
97. Flynn, A. B.; Ogilvie, W. W. Chem. Rev. 2007, 107, 4698.
98. Noor, A.; Tamne, E. S.; Qayyum, S.; Bauer, T.; Kempe, R. Chem. Eur. J. 2011, 17, 6900.
99. Shen, J.; Yap, G. P. A.; Werner, J.-P.; Theopold, K. H. Chem. Commun. 2011, 47, 12191.
100. Chen, H.-Z.; Liu, S.-C.; Yen, C.-H.; Yu, J.-S. K.; Shieh, Y.-J.; Kuo, T.-S.; Tsai, Y.-C. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 10342.
101. Calhorda, M. J.; Hoffmann, R. Organometallics 1986, 5, 2181.
102. Chisholm, M. H.; Lynn, M. A. J. Organomet. Chem. 1998, 550, 141.
103. Horvath, S.; Gorelsky, S. I.; Gambarotta, S.; Korobkov, I. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 9937.
104. Merino, G.; Donald, K. J.; D'Acchioli, J. S.; Hoffmann, R. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15295.
105. Gagliardi, L.; Roos, B. O. Nature 2005, 433, 848.