Spectroscopic analysis of catalytic water oxidation by [RuII(bpy)(tpy)H2O]2+ suggests that RuV=O is not a rate-limiting intermediate

Journal of the American Chemical Society

Volumn 136, Issue 34, 2014, Pages 11938-11945

  Pushkar, Yulia ^a   Moonshiram, Dooshaye ^a,c   Purohit, Vatsal ^a   Yan, Lifen ^a   Alperovich, Igor ^a,b  

^a PURDUE UNIVERSITY   (United States)

^b SOUTHERN FEDERAL UNIVERSITY   (Russian Federation)

^c ARGONNE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

RATE LIMITING; WATER OXIDATION;

CHLORIDE; HETEROCYCLIC NITRO COMPOUND; NITROGEN; PROTON; PYRIDINE DERIVATIVE; RUTHENIUM; RUTHENIUM COMPLEX; WATER;

ARTICLE; CATALYSIS; CATALYST; CHEMICAL COMPOSITION; CHEMICAL REACTION; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRON SPIN RESONANCE; ELECTRON TRANSPORT; ION EXCHANGE; OXIDATION; PRECURSOR; STEADY STATE; THERMODYNAMICS; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 84906751575     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja506586b     Document Type: Article

References (55)

1. Gao, Y.; Ding, X.; Liu, J. H.; Wang, L.; Lu, Z. K.; Li, L.; Sun, L. C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135 (11) 4219-4222
2. Zhao, Y. X.; Swierk, J. R.; Megiatto, J. D.; Sherman, B.; Youngblood, W. J.; Qin, D. D.; Lentz, D. M.; Moore, A. L.; Moore, T. A.; Gust, D.; Mallouk, T. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109 (39) 15612-15616
3. Swierk, J. R.; Mallouk, T. E. Chem. Soc. Rev. 2013, 42 (6) 2357-2387
4. Leung, C.-F.; Ng, S.-M.; Ko, C.-C.; Man, W.-L.; Wu, J.; Chen, L.; Lau, T.-C. Energy Environ. Sci. 2012, 5 (7) 7903-7907
5. Berardi, S.; La Ganga, G.; Natali, M.; Bazzan, I.; Puntoriero, F.; Sartorel, A.; Scandola, F.; Campagna, S.; Bonchio, M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (27) 11104-11107
6. Zhu, G.; Geletii, Y. V.; Koegerler, P.; Schilder, H.; Song, J.; Lense, S.; Zhao, C.; Hardcastle, K. I.; Musaev, D. G.; Hill, C. L. Dalton Trans. 2012, 41 (7) 2084-2090
7. McCool, N. S.; Robinson, D. M.; Sheats, J. E.; Dismukes, G. C. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (30) 11446-11449
8. Dogutan, D. K.; McGuire, R., Jr.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (24) 9178-9180
9. McDaniel, N. D.; Coughlin, F. J.; Tinker, L. L.; Bernhard, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (1) 210-217
10. Hull, J. F.; Balcells, D.; Blakemore, J. D.; Incarvito, C. D.; Eisenstein, O.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131 (25) 8730-8731
11. Blakemore, J. D.; Schley, N. D.; Balcells, D.; Hull, J. F.; Olack, G. W.; Incarvito, C. D.; Eisenstein, O.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (45) 16017-16029
12. Fillol, J. L.; Codola, Z.; Garcia-Bosch, I.; Gomez, L.; Pla, J. J.; Costas, M. Nat. Chem. 2011, 3 (10) 807-813
13. Wasylenko, D. J.; Palmer, R. D.; Berlinguette, C. P. Chem. Commun. 2013, 49 (3) 218-227
14. Singh, A.; Spiccia, L. Coord. Chem. Rev. 2013, 257 (17-18) 2607-2622
15. Gersten, S. W.; Samuels, G. J.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104 (14) 4029-4030
16. Wada, T.; Tsuge, K.; Tanaka, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2000, 39 (8) 1479-1482
17. Deng, Z. P.; Tseng, H. W.; Zong, R. F.; Wang, D.; Thummel, R. Inorg. Chem. 2008, 47 (6) 1835-1848
18. Zong, R.; Thummel, R. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127 (37) 12802-12803
19. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130 (49) 16462-16463
20. Kaveevivitchai, N.; Zong, R. F.; Tseng, H. W.; Chitta, R.; Thummel, R. P. Inorg. Chem. 2012, 51 (5) 2930-2939
21. Hirahara, M.; Ertem, M. Z.; Komi, M.; Yamazaki, H.; Cramer, C. J.; Yagi, M. Inorg. Chem. 2013, 52 (11) 6354-6364
22. Yagi, M.; Tajima, S.; Komi, M.; Yamazaki, H. Dalton Trans. 2011, 40 (15) 3802-3804
23. Yamazaki, H.; Hakamata, T.; Komi, M.; Yagi, M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (23) 8846-8849
24. Polyansky, D. E.; Muckerman, J. T.; Rochford, J.; Zong, R.; Thummel, R. P.; Fujita, E. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133 (37) 14649-14665
25. Duan, L. L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.; Llobet, A.; Sun, L. C. Nat. Chem. 2012, 4 (5) 418-423
26. Yamada, H.; Siems, W. F.; Koike, T.; Hurst, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126 (31) 9786-9795
27. Cape, J. L.; Lymar, S. V.; Lightbody, T.; Hurst, J. K. Inorg. Chem. 2009, 48 (10) 4400-4410
28. Moonshiram, D.; Jurss, J. W.; Concepcion, J. J.; Zakharova, T.; Alperovich, I.; Meyer, T. J.; Pushkar, Y. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (10) 4625-4636
29. Moonshiram, D.; Alperovich, I.; Concepcion, J. J.; Meyer, T. J.; Pushkar, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110 (10) 3765-3770
30. Stull, J. A.; Stich, T. A.; Hurst, J. K.; Britt, R. D. Inorg. Chem. 2013, 52 (8) 4578-4586
31. Wasylenko, D. J.; Ganesamoorthy, C.; Henderson, M. A.; Koivisto, B. D.; Osthoff, H. D.; Berlinguette, C. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (45) 16094-16106
32. Concepcion, J. J.; Tsai, M. K.; Muckerman, J. T.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132 (5) 1545-1557
33. Concepcion, J. J.; Jurss, J. W.; Norris, M. R.; Chen, Z. F.; Templeton, J. L.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2010, 49 (4) 1277-1279
34. Wang, L.-P.; Wu, Q.; Van Voorhis, T. Inorg. Chem. 2010, 49 (10) 4543-4553
35. Hughes, T. F.; Friesner, R. A. J. Phys. Chem. B 2011, 115 (29) 9280-9289
36. Masaoka, S.; Sakai, K. Chem. Lett. 2009, 38 (2) 182-183
37. Vigara, L.; Ertem, M. Z.; Planas, N.; Bozoglian, F.; Leidel, N.; Dau, H.; Haumann, M.; Gagliardi, L.; Cramer, C. J.; Llobet, A. Chem. Sci. 2012, 3 (8) 2576-2586
38. Wasylenko, D. J.; Ganesamoorthy, C.; Henderson, M. A.; Berlinguette, C. P. Inorg. Chem. 2011, 50 (8) 3662-3672
39. Tseng, H. W.; Zong, R.; Muckerman, J. T.; Thummel, R. Inorg. Chem. 2008, 47 (24) 11763-11773
40. Boyer, J. L.; Polyansky, D. E.; Szalda, D. J.; Zong, R. F.; Thummel, R. P.; Fujita, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50 (52) 12600-12604
41. Badiei, Y. M.; Polyansky, D. E.; Muckerman, J. T.; Szalda, D. J.; Haberdar, R.; Zong, R.; Thummel, R. P.; Fujita, E. Inorg. Chem. 2013, 52 (15) 8845-8850
42. Concepcion, J. J.; Binstead, R. A.; Alibabaei, L.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2013, 52 (19) 10744-10746
43. Takeuchi, K. J.; Thompson, M. S.; Pipes, D. W.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 1984, 23 (13) 1845-1851
44. Kaveevivitchai, N.; Chitta, R.; Zong, R. F.; El Ojaimi, M.; Thummel, R. P. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134 (26) 10721-10724
45. Dengel, A. C.; Griffith, W. P.; O'Mahoney, C. A.; Williams, D. J. J. Chem. Soc.-Chem. Commun. 1989, 22, 1720-1721
46. Godbout, N.; Salahub, D. R.; Andzelm, J.; Wimmer, E. Can. J. Chem. 1992, 70 (2) 560-571
47. Velde, G. T.; Bickelhaupt, F. M.; Baerends, E. J.; Guerra, C. F.; Van Gisbergen, S. J. A.; Snijders, J. G.; Ziegler, T. J. Comput. Chem. 2001, 22 (9) 931-967
48. Lachancegalang, K. J.; Doan, P. E.; Clarke, M. J.; Rao, U.; Yamano, A.; Hoffman, B. M. J. Am. Chem. Soc. 1995, 117 (12) 3529-3538
49. Dengel, A. C.; Griffith, W. P. Inorg. Chem. 1991, 30 (4) 869-871
50. Planas, N.; Vigara, L.; Cady, C.; Miro, P.; Huang, P.; Hammarstrom, L.; Styring, S.; Leidel, N.; Dau, H.; Haumann, M.; Gagliardi, L.; Cramer, C. J.; Llobet, A. Inorg. Chem. 2011, 50 (21) 11134-11142
51. Taketoshi, A.; Koizumi, T.-A.; Kanbara, T. Tetrahedron Lett. 2010, 51 (49) 6457-6459
52. Dobson, J. C.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 1988, 27 (19) 3283-3291
53. Sala, X.; Ertem, M. Z.; Vigara, L.; Todorova, T. K.; Chen, W. Z.; Rocha, R. C.; Aquilante, F.; Cramer, C. J.; Gagliardi, L.; Llobet, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49 (42) 7745-7747
54. Wasylenko, D. J.; Ganesamoorthy, C.; Koivisto, B. D.; Henderson, M. A.; Berlinguette, C. P. Inorg. Chem. 2010, 49 (5) 2202-2209
55. Moonshiram, D.; Purohit, V.; Concepcion, J. J.; Meyer, T. J.; Pushkar, Y. Materials 2013, 6 (2) 392-409