Ultrafast photo-induced ligand solvolysis of cis-[Ru(bipyridine)2(nicotinamide)2]2+: Experimental and theoretical insight into its photoactivation mechanism

Physical Chemistry Chemical Physics

Volumn 16, Issue 36, 2014, Pages 19141-19155

  Greenough, Simon E ^a   Roberts, Gareth M ^a,c   Smith, Nichola A ^a   Horbury, Michael D ^a   McKinlay, Russell G ^b   Żurek, Justyna M ^b   Paterson, Martin J ^b   Sadler, Peter J ^a   Stavros, Vasilios G ^a  

^a UNIVERSITY OF WARWICK   (United Kingdom)

^b HERIOT WATT UNIVERSITY   (United Kingdom)

^c UNIVERSITY OF BRISTOL   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CIS-(RU(BIPYRIDINE)2(NICOTINAMIDE)2)(2 ); COORDINATION COMPOUND; LIGAND; SOLVENT;

CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; KINETICS; PHOTOCHEMISTRY; QUANTUM THEORY; SYNTHESIS;

COORDINATION COMPLEXES; KINETICS; LIGANDS; MOLECULAR STRUCTURE; PHOTOCHEMICAL PROCESSES; QUANTUM THEORY; SOLVENTS;

EID: 84906536116     PISSN: 14639076     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4cp02359e     Document Type: Article

References (86)

1. M. Grätzel Inorg. Chem., 2005, 44, 6841.
2. P. D. Frischmann, K. Mahata, F. Wurthner Chem. Soc. Rev., 2013, 42, 1847.
3. H. Rudmann, M. F. Rubner J. Appl. Phys., 2001, 90, 4338.
4. E. Holder, B. M. W. Langeveld, U. S. Schubert Adv. Mater., 2005, 17, 1109.
5. H. Rudmann, S. Shimada, M. F. Rubner J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 4918.
6. V. Fernandez-Moreira, F. L. Thorp-Greenwood, M. P. Coogan Chem. Commun., 2010, 46, 186.
7. M. R. Gill, J. A. Thomas Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 3179.
8. A. Yadav, T. Janaratne, A. Krishnan, S. S. Singhal, S. Yadav, A. S. Dayoub, D. L. Hawkins, S. Awasthi, F. M. MacDonnell Mol. Cancer Ther., 2013, 12, 643.
9. T. J. Dougherty, in Photodynamic Therapy: Methods and Protocols, ed. C. J. Gomer, Humana Press Inc, Totowa, 2010, vol. 635, p. 1
10. P. Mroz, A. Yaroslavsky, G. B. Kharkwal, M. R. Hamblin Cancers, 2011, 3, 2516.
11. P. Agostinis, K. Berg, K. A. Cengel, T. H. Foster, A. W. Girotti, S. O. Gollnick, S. M. Hahn, M. R. Hamblin, A. Juzeniene, D. Kessel, M. Korbelik, J. Moan, P. Mroz, D. Nowis, J. Piette, B. C. Wilson, J. Golab Ca-Cancer J. Clin., 2011, 61, 250.
12. K. L. Ciesienski, L. M. Hyman, D. T. Yang, K. L. Haas, M. G. Dickens, R. J. Holbrook, K. J. Franz Eur. J. Inorg. Chem., 2010, 2224.
13. M. A. Sgambellone, A. David, R. N. Garner, K. R. Dunbar, C. Turro J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 11274.
14. L. Zayat, C. Calero, P. Alborés, L. Baraldo, R. Etchenique J. Am. Chem. Soc., 2003, 125, 882.
15. M. Roy, B. V. S. K. Chakravarthi, C. Jayabaskaran, A. A. Karande, A. R. Chakravarty Dalton Trans., 2011, 40, 4855.
16. Y. Sun, L. E. Joyce, N. M. Dickson, C. Turro Chem. Commun., 2010, 46, 6759.
17. D. A. Lutterman, P. K. L. Fu, C. Turro J. Am. Chem. Soc., 2005, 128, 738.
18. F. S. Mackay, J. A. Woods, P. Heringova, J. Kasparkova, A. M. Pizarro, S. A. Moggach, S. Parsons, V. Brabec, P. J. Sadler Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A., 2007, 104, 20743.
19. S. Betanzos-Lara, L. Salassa, A. Habtemariam, O. Novakova, A. M. Pizarro, G. J. Clarkson, B. Liskova, V. Brabec, P. J. Sadler Organometallics, 2012, 31, 3466.
20. A. Gabrielsson, S. Záliš, P. Matousek, M. Towrie, A. Vlček Inorg. Chem., 2004, 43, 7380.
21. T. N. Singh, C. Turro Inorg. Chem., 2004, 43, 7260.
22. R. J. Watts J. Chem. Educ., 1983, 60, 834.
23. J. Van Houten, R. J. Watts J. Am. Chem. Soc., 1976, 98, 4853.
24. N. H. Damrauer, G. Cerullo, A. Yeh, T. R. Boussie, C. V. Shank, J. K. McCusker Science, 1997, 275, 54.
25. B. Durham, J. V. Caspar, J. K. Nagle, T. J. Meyer J. Am. Chem. Soc., 1982, 104, 4803.
26. P. S. Wagenknecht, P. C. Ford Coord. Chem. Rev., 2011, 255, 591.
27. A. Juris, V. Balzani, F. Barigelletti, S. Campagna, P. Belser, A. von Zelewsky Coord. Chem. Rev., 1988, 84, 85.
28. B. Durham, J. L. Walsh, C. L. Carter, T. J. Meyer Inorg. Chem., 1980, 19, 860.
29. J. Van Houten, R. J. Watts Inorg. Chem., 1978, 17, 3381.
30. D. V. Pinnick, B. Durham Inorg. Chem., 1984, 23, 1440.
31. L. Salassa, C. Garino, G. Salassa, R. Gobetto, C. Nervi J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 9590.
32. Y. Liu, D. B. Turner, T. N. Singh, A. M. Angeles-Boza, A. Chouai, K. R. Dunbar, C. Turro J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 26.
33. L. Salassa, E. Borfecchia, T. Ruiu, C. Garino, D. Gianolio, R. Gobetto, P. J. Sadler, M. Cammarata, M. Wulff, C. Lamberti Inorg. Chem., 2010, 49, 11240.
34. E. Borfecchia, C. Garino, L. Salassa, T. Ruiu, D. Gianolio, X. Zhang, K. Attenkofer, L. X. Chen, R. Gobetto, P. J. Sadler, C. Lamberti Dalton Trans., 2013, 42, 6564.
35. A. L. Harris, J. K. Brown, C. B. Harris Annu. Rev. Phys. Chem., 1988, 39, 341.
36. P. C. A. Bruijnincx, P. J. Sadler Curr. Opin. Chem. Biol., 2008, 12, 197.
37. J. M. Kelly, D. J. McConnell, C. OhUigin, A. B. Tossi, A. K.-D. Mesmaeker, A. Masschelein, J. Nasielski J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1987, 1821.
38. O. Novakova, J. Kasparkova, O. Vrana, P. M. van Vliet, J. Reedijk, V. Brabec Biochemistry, 1995, 34, 12369.
39. E. Wachter, D. K. Heidary, B. S. Howerton, S. Parkin, E. C. Glazer Chem. Commun., 2012, 48, 9649.
40. B. S. Howerton, D. K. Heidary, E. C. Glazer J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 8324.
41. Y. Sun, L. E. Joyce, N. M. Dickson, C. Turro Chem. Commun., 2010, 46, 2426.
42. L. Salassa, T. Ruiu, C. Garino, A. M. Pizarro, F. Bardelli, D. Gianolio, A. Westendorf, P. J. Bednarski, C. Lamberti, R. Gobetto, P. J. Sadler Organometallics, 2010, 29, 6703.
43. B. P. Sullivan, D. J. Salmon, T. J. Meyer Inorg. Chem., 1978, 17, 3334.
44. S. E. Greenough, M. D. Horbury, J. O. Thompson, G. M. Roberts, T. N. Karsili, B. Marchetti, D. Townsend, V. G. Stavros Phys. Chem. Chem. Phys., 2014, 16, 16187.
45. A. Maciejewski, R. Naskrecki, M. Lorenc, M. Ziolek, J. Karolczak, J. Kubicki, M. Matysiak, M. Szymanski J. Mol. Struct., 2000, 555, 1.
46. J. R. Lakowicz, in Principles of Fluorescence Spectroscopy, ed. J. R. Lakowicz, Springer, USA, 2006, ch. 10, p. 353
47. L. P. Maguire, S. Szilagyi, R. E. Scholten Rev. Sci. Instrum., 2004, 75, 3077.
48. C. Adamo, V. Barone J. Chem. Phys., 1999, 110, 6158.
49. Y. Zhao, D. G. Truhlar J. Chem. Phys., 2006, 125, 194101.
50. T. Yanai, D. P. Tew, N. C. Handy Chem. Phys. Lett., 2004, 393, 51.
51. A. D. Becke J. Chem. Phys., 1993, 98, 5648.
52. P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, M. J. Frisch J. Phys. Chem., 1994, 98, 11623.
53. R. G. McKinlay, M. J. Paterson J. Phys. Chem. A, 2012, 116, 9295.
54. T. H. Dunning J. Chem. Phys., 1989, 90, 1007.
55. M. J. Paterson, L. Blancafort, S. Wilsey, M. A. Robb J. Phys. Chem. A, 2002, 106, 11431.
56. G. A. Worth, G. Welch, M. J. Paterson Mol. Phys., 2006, 104, 1095.
57. R. G. Mckinlay, J. M. Żurek, M. J. Paterson Adv. Inorg. Chem., 2010, 62, 351.
58. J. M. Żurek, M. J. Paterson J. Phys. Chem. A, 2012, 116, 5375.
59. J. M. Żurek, M. J. Paterson J. Chem. Phys., 2012, 137, 034308.
60. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, G. Scalmani, V. Barone, B. Mennucci, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Caricato, X. Li, H. P. Hratchian, A. F. Izmaylov, J. Bloino, G. Zheng, J. L. Sonnenberg, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, T. Vreven, J. A. Montgomery, Jr., J. E. Peralta, F. Ogliaro, M. Bearpark, J. J. Heyd, E. Brothers, K. N. Kudin, V. N. Staroverov, R. Kobayashi, J. Normand, K. Raghavachari, A. Rendell, J. C. Burant, S. S. Iyengar, J. Tomasi, M. Cossi, N. Rega, J. M. Millam, M. Klene, J. E. Knox, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, R. L. Martin, K. Morokuma, V. G. Zakrzewski, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, S. Dapprich, A. D. Daniels, Ö. Farkas, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, J. Cioslowski, and D. J. Fox, Gaussian 09, Revision A.02, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2009
61. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, and J. A. Pople, Gaussian 03, Revision D.01, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2004
62. C. Bo, F. Maseras Dalton Trans., 2008, 2911.
63. L.-P. Wang, T. Van Voorhis J. Chem. Theory Comput., 2012, 8, 610.
64. A. C. Bhasikuttan, M. Suzuki, S. Nakashima, T. Okada J. Am. Chem. Soc., 2002, 124, 8398.
65. S. Yoon, P. Kukura, C. M. Stuart, R. A. Mathies Mol. Phys., 2006, 104, 1275.
66. A. Cannizzo, F. van Mourik, W. Gawelda, G. Zgrablic, C. Bressler, M. Chergui Angew. Chem., Int. Ed., 2006, 45, 3174.
67. N. H. Damrauer, J. K. McCusker J. Phys. Chem. A, 1999, 103, 8440.
68. G. A. Heath, L. J. Yellowlees, P. S. Braterman J. Chem. Soc., Chem. Commun., 1981, 287.
69. J. K. McCusker Acc. Chem. Res., 2003, 36, 876.
70. For related complexes in ref. 67 to 69 oxidation of Ru(ii) to Ru(iii) adds a red shift of the first MLCT of ∼50 nm
71. Q. Sun, S. Mosquera-Vazquez, L. M. Lawson Daku, L. Guénée, H. A. Goodwin, E. Vauthey, A. Hauser J. Am. Chem. Soc., 2013, 135, 13660.
72. M. P. Grubb, A. J. Orr-Ewing, M. N. R. Ashfold Rev. Sci. Instrum., 2014, 85, 064104.
73. J. N. Demas, D. G. Taylor Inorg. Chem., 1979, 18, 3177.
74. S. Wallin, J. Davidsson, J. Modin, L. Hammarström J. Phys. Chem. A, 2005, 109, 4697.
75. W. Henry, C. G. Coates, C. Brady, K. L. Ronayne, P. Matousek, M. Towrie, S. W. Botchway, A. W. Parker, J. G. Vos, W. R. Browne, J. J. McGarvey J. Phys. Chem. A, 2008, 112, 4537.
76. J. C. Owrutsky, D. Raftery, R. M. Hochstrasser Annu. Rev. Phys. Chem., 1994, 45, 519.
77. S. J. Harris, D. Murdock, Y. Zhang, T. A. A. Oliver, M. P. Grubb, A. J. Orr-Ewing, G. M. Greetham, I. P. Clark, M. Towrie, S. E. Bradforth, M. N. R. Ashfold Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 6567.
78. T. N. V. Karsili, A. M. Wenge, S. J. Harris, D. Murdock, J. N. Harvey, R. N. Dixon, M. N. R. Ashfold Chem. Sci., 2013, 4, 2434.
79. C. Pollak, A. Rosa, E. J. Baerends J. Am. Chem. Soc., 1997, 119, 7324.
80. M. J. Paterson, P. A. Hunt, M. A. Robb, O. Takahashi J. Phys. Chem. A, 2002, 106, 10494.
81. J. K. Burdett, J. M. Grzybowski, R. N. Perutz, M. Poliakoff, J. J. Turner, R. F. Turner Inorg. Chem., 1978, 17, 147.
82. S. A. Trushin, W. Fuss, W. E. Schmid, K. L. Kompa J. Phys. Chem. A, 1998, 102, 4129.
83. Two surfaces of the same spin intersect in a space of dimension 3N- 8, with the gradient difference and derivative coupling vectors lifting the degeneracy at first order. By symmetry the derivative coupling is the zero vector if the states have different spin symmetries
84. D. R. Yarkony Rev. Mod. Phys., 1996, 68, 985.
85. R. G. McKinlay, and M. J. Paterson, in The Jahn-Teller Effect, ed. H. Köppel, D. R. Yarkony and H. Barentzen, Springer, Berlin Heidelberg, 2009, ch. 11, vol. 97, p. 311
86. G. J. Atchity, S. S. Xantheas, K. Ruedenberg J. Chem. Phys., 1991, 95, 1862.