X-ray absorption and emission spectroscopies of X-bridged diiron phthalocyanine complexes (FePc)2X (X = C, N, O) combined with DFT study of (FePc)2X and their high-valent diiron oxo complexes

Inorganic Chemistry

Volumn 53, Issue 21, 2014, Pages 11517-11530

  Colomban, Cedric ^a   Kudrik, Evgenij V ^a,b   Briois, Valerie ^c   Shwarbrick, Janine C ^d   Sorokin, Alexander B ^a   Afanasiev, Pavel ^a  

^a UNIVERSITÉ LYON 1   (France)

^b IVANOVO STATE UNIVERSITY OF CHEMISTRY AND TECHNOLOGY   (Russian Federation)

^c SYNCHROTRON SOLEIL   (France)

^d EUROPEAN SYNCHROTRON RADIATION FACILITY   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84908655407     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic501463q     Document Type: Article

References (123)

1. Shilov, A. E.; Shul'pin, G. B. Chem. Rev. 1997, 97, 2879-2932
2. Copéret, C. Chem. Rev. 2010, 110, 656-680
3. Bordeaux, M.; Galarneau, A.; Drone, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 10712-10723
4. Periana, R. A.; Taube, D. J.; Gamble, S.; Taube, H.; Satoh, T.; Fujii, H. Science 1998, 280, 560-565
5. Kirillova, M. V.; Kuznetsov, M. L.; Reis, P. M.; da Silva, J. A. L.; Frausto da Silva, J. J. R.; Pombeiro, A. J. L. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10531-10545
6. Palkovits, R.; Antonietti, M.; Kuhn, P.; Thomas, A.; Schüth, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6909-6912
7. Hammond, C.; Jenkins, R. L.; Dimitratos, N.; Lopez-Sanchez, J. A.; ab Rahim, M. H.; Forde, M. M.; Thetford, A.; Murphy, D. M.; Hagen, H.; Stangland, E. E.; Moulijn, J. M.; Taylor, S. H.; Willock, D. J.; Hutchings, G. J. Chem. - Eur. J. 2012, 18, 15735-15745
8. Hammond, C.; Dimitratos, N.; Lopez-Sanchez, J. A.; Jenkins, R. L.; Whiting, G.; Kondrat, S. A.; ab Rahim, M. H.; Forde, M. M.; Thetford, A.; Hagen, H.; Stangland, E. E.; Moulijn, J. M.; Taylor, S. H.; Willock, D. J.; Hutchings, G. J. ACS Catal. 2013, 3, 1835-1844
9. Gunay, A.; Theopold, K. H. Chem. Rev. 2010, 110, 1060-1081
10. Costas, M. Coord. Chem. Rev. 2011, 255, 2912-2932
11. Che, C.-M.; Kar-Yan Lo, V.; Zhou, C. Y.; Huang, J.-S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1950-1975
12. Nam, W. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 522-531
13. de Visser, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 9813-9824
14. Nam, W.; Lee, Y.-M.; Fukuzumi, S. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 1146-1154
15. de Visser, S. P.; Rohde, J.-U.; Lee, Y.-M.; Cho, J.; Nam, W. Coord. Chem. Rev. 2013, 257, 381-393
16. Sorokin, A. B.; Kudrik, E. V.; Bouchu, D. Chem. Commun. 2008, 2562-2564
17. Kudrik, E. V.; Afanasiev, P.; Alvarez, L. X.; Dubourdeaux, P.; Clémancey, M.; Latour, J.-M.; Blondin, G.; Bouchu, D.; Albrieux, F.; Nefedov, S. E.; Sorokin, A. B. Nat. Chem. 2012, 4, 1024-1029
18. Floris, B.; Donzello, M. P.; Ercolani, C. Single-Atom Bridged Dinuclear Metal Complexes with Emphasis on Phthalocyanine System. In The Porphyrin Handbook; Kadish, K. M.; Smith, K. M.; Guilard, R., Eds.; Academic Press: Amsterdam, 2003; Vol. 18, p 1.
19. Ercolani, C.; Gardini, M.; Pennesi, G.; Rossi, G.; Russo, U. Inorg. Chem. 1988, 27, 422-424
20. Bottomley, L. A.; Gorce, J.-N.; Goedken, V. L.; Ercolani, C. Inorg. Chem. 1985, 24, 3733-3737
21. Sorokin, A. B.; Kudrik, E. V.; Alvarez, L. X.; Afanasiev, P.; Millet, J. M. M.; Bouchu, D. Catal. Today 2010, 157, 149-154
22. Kudrik, E. V.; Afanasiev, P.; Bouchu, D.; Millet, J. M. M.; Sorokin, A. B. J. Porphyrins Phthalocyanines 2008, 12, 1078-1089
23. Kudrik, E. V.; Sorokin, A. B. Chem. - Eur. J. 2008, 14, 7123-7126
24. Colomban, C.; P; Kudrik, E. V.; Afanasiev, P.; Sorokin, A. B. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 11321-11330
25. Afanasiev, P.; Kudrik, E. V.; Millet, J. M. M.; Bouchu, D.; Sorokin, A. B. Dalton Trans. 2011, 40, 701-710
26. Afanasiev, P.; Kudrik, E. V.; ALbrieux, F.; Briois, V.; Koifman, O. I.; Sorokin, A. B. Chem. Commun. 2012, 48, 6088-6090
27. Murray, K. S. Coord. Chem. Rev. 1974, 12, 1-35
28. Ercolani, C.; Gardini, M.; Pennesi, G.; Rossi, G. J. Mol.. Catal. 1985, 30, 135-144
29. Silaghi-Dumitrescu, R.; Makarov, S. V.; Uta, M. M.; Dereven'kov, I. A.; Stuzhin, P. A. New. J. Chem. 2011, 35, 1140-1145
30. Rossi, G.; Goedken, V. L.; Ercolani, C. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1988, 46-47
31. Ercolani, C.; Gardini, M.; Goedken, V. L.; Pennesi, G.; Rossi, G.; Russo, U.; Zanonato, P. Inorg. Chem. 1989, 28, 3097-3099
32. Bakshi, E. N.; Delfs, C. D.; Murray, K. S.; Peters, B.; Homborg, H. Inorg. Chem. 1988, 27, 4318-4320
33. Tatsumi, K.; Hoffmann, R.; Whangbo, M.-H. J. Chem. Soc. Chem. Commun. 1980, 509-511
34. Heijboer, W. M.; Koningsberger, D. C.; Weckhuysen, B. M.; de Groot, F. M. F. Catal. Today 2005, 110, 228-238
35. Sheng, X.; Horner, J. H.; Newcomb, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13310-13320
36. Newcomb, M.; Halgrimson, J. A.; Horener, J. H.; Wasinger, E. C.; Chen, L. X.; Sligar, S. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 8179-8184
37. Yosca, T. H.; Rittle, J.; Krest, C. M.; Onderko, E. L.; Silakov, A.; Calixto, J. C.; Behan, R. K.; Green, M. T. Science 2013, 342, 825-829
38. Suchkova, S. A.; Soldatov, A.; Dziedzik-Kocurek, K.; Stillman, M. J. J. Phys.: Conf. Ser. 2009, 109, 012211
39. Jackson, T. A.; Rohde, J.-U.; Seo, M. S.; Sastri, C. V.; DeHont, R.; Stubna, A.; Ohta, T.; Kitagawa, T.; Münck, E.; Nam, W.; Que, L., Jr. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12394-12407
40. Chandrasekaran, P.; Stieber, S. C. E.; Collins, T. J.; Que, L., Jr.; Neese, F.; DeBeer, S. Dalton Trans. 2011, 40, 11070-11079
41. Chanda, A.; Shan, X.; Chakrabarti, M.; Ellis, W. C.; Popescu, D. L.; de Oliveira, F. T.; Wang, D.; Que, L., Jr.; Collins, T. J.; Münck, E.; Bominaar, E. L. Inorg. Chem. 2008, 47, 3669-3678
42. Berry, J. F.; Bill, E.; Bothe, E.; DeBeer George, S.; Mienert, B.; Neese, F.; Wieghardt, K. Science 2006, 312, 1937
43. de Oliveira, F. T.; Chanda, A.; Banerjee, D.; Shan, X.; Mondal, S.; Que, L., Jr.; Bominaar, E. L.; Münck, E.; Collins, T. J. Science 2007, 315, 835-838
44. Mijovilovich, A.; Meyer-Klaucke, W. J. Synchrotron Radiat. 2003, 10, 64-68
45. DeBeer George, S.; Petrenko, T.; Neese, F. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 12936-12943
46. Lee, N.; Petrenko, T.; Bergmann, U.; Neese, F.; DeBeer, S. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9715-9727
47. de Visser, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1087-1097
48. Shaik, S.; Hirao, H.; Kumar, D. Acc. Chem. Res. 2007, 40, 532-542
49. Kumar, D.; Thiel, W.; de Visser, S. P. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3869-3980
50. Meunier, B.; de Visser, S. P.; Shaik, S. Chem. Rev. 2004, 104, 3947-3980
51. Geng, C.; Ye, S.; Neese, F. Dalton Trans. 2014, 43, 6079-6086
52. Kudrik, E. V.; Safonova, O.; Glatzel, P.; Swarbrick, J. C.; Alvarez, L. X.; Sorokin, A. B.; Afanasiev, P. Appl. Catal. B: Environ. 2012, 113-114, 43-51
53. Ercolani, C.; Gardini, M.; Monacelli, F.; Pennesi, G.; Rossi, G. Inorg. Chem. 1983, 22, 2584-2589
54. Ercolani, C.; Gardini, M.; Murray, K. S.; Pennesi, G.; Rossi, G. Inorg. Chem. 1986, 25, 3972-3976
55. Stoll, S.; Schweiger, A. J. Magn. Reson. 2006, 178, 42-55
56. Ankudinov, A. L.; Bouldin, C. E.; Rehr, J. J.; Sims, J.; Hung, H. Phys. Rev. B 2002, 65, 104-107
57. Klementev, K. V. J. Synchrotron Radiat. 2001, 8, 270-272
58. Neese, F. ORCA - An Ab Initio, Density Functional and Semiempirical Program Package, 2.8, University of Bonn, Bonn, Germany, 2011; http://www.thch.uni-bonn.de/tc/orca/.
59. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
60. Weigend, A. Phys. Chem. Chem. Phys. 2006, 8, 1057-1065
61. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
62. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
63. Hoe, W.-M.; Cohen, A. J.; Handy, N. C. Chem. Phys. Lett. 2001, 341, 319-328
64. Eichkorn, K.; Treutler, O.; Öhm, H.; Häser, M.; Ahlrichs, R. Chem. Phys. Lett. 1995, 240, 283-289
65. Neese, F.; Wennmohs, F.; Hansen, A.; Becker, U. Chem. Phys. 2009, 356, 98-109
66. Orio, M.; Pantazis, D. A.; Petrenko, T.; Neese, F. Inorg. Chem. 2009, 48, 7251-7260
67. Ruiz, E.; Rodríguez-Fortea, A.; Cano, J.; Alvarez, S.; Alemany, P. J. Comput. Chem. 2003, 24, 982-989
68. Yamanaka, S.; Kawakami, T.; Nagao, H.; Yamaguchi, K. Chem. Phys. Lett. 1994, 231, 25-33
69. Lancaster, K. M.; Roemelt, M.; Ettenhuber, P.; Hu, Y.; Ribbe, M. W.; Neese, F.; Bergmann, U.; DeBeer, S. Science 2011, 334, 974-977
70. Allouche, A. R. J. Comput. Chem. 2011, 32, 174-182
71. Ercolani, C.; Floris, B. Metal phthalocyanine single-atom bridged dimers. Part 2. Recent results. In Phthalocyanines: Properties and Applications; Leznoff, C. C.; Lever, A. B. P., Eds.; VCH: New York, 1996; Vol. 4, p 405.
72. Ercolani, C.; Monacelli, F. J. Porphyrins Phthalocyanines 2001, 5, 668-673
73. Ercolani, C.; Gardini, M.; Murray, K. S.; Pennesi, G.; Rossi, G.; Zwack, P. R. Inorg. Chem. 1987, 26, 3539-3543
74. Ercolani, C.; Monacelli, F.; Dzugan, S.; Goedken, V. L.; Pennesi, G.; Rossi, G. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1991, 1309-1315
75. Nemykin, V. N.; Chernii, V. Ya.; Volkov, S. V.; Bundina, N. I.; Kaliya, O. L.; Li, V. D.; Luk'yanets, E. A. J. Porphyrins Phthalocyanines 1999, 3, 87-98
76. Nemykin, V. N.; Tret'yakova, I. N.; Volkov, S. V.; Li, V. D.; Mekhryakova, N. G.; Kaliya, O. L.; Luk'yanets, E. A. Russ. Chem. Rev. 2000, 69, 325-346
77. Dieing, R.; Schmid, G.; Witke, E.; Feucht, C.; Dreßen, M.; Pohmer, J.; Hanack, M. Chem. Ber. 1995, 128, 589-598
78. Scheidt, W. R.; Summerville, D. A.; Cohen, I. A. J. Am. Chem. Soc. 1976, 98, 6623-6628
79. Hargittai, I. Pure Appl. Chem. 1989, 61, 651-660
80. Zanotti, G.; Notarantonio, S.; Paoletti, A. M.; Pennesi, G.; Rossi, G. J. Porphyrins Phthalocyanines 2011, 15, 1-8
81. De Groot, F. Chem. Rev. 2001, 101, 1779-1808
82. Glatzel, P.; Bergmann, U. Coord. Chem. Rev. 2005, 249, 65-95
83. Peng, G.; Degroot, F. M. F.; Hamalainen, K.; Moore, J. A.; Wang, X.; Grush, M. M.; Hastings, J. B.; Siddons, D. P.; Armstrong, W. H.; Mullins, O. C.; Cramer, S. P. J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 2914-2920
84. Tsutsumi, K.; Nakamori, H.; Ichikawa, K. Phys. Rev. B 1976, 13, 929-933
85. Glatzel, P.; Bergmann, U.; de Groot, F. M. F.; Cramer, S. P. Phys. Rev. B 2001, 64, 045109
86. Pollock, C. J.; Delgado-Jaime, M. U.; Mihail Atanasov, M.; Neese, F.; DeBeer, S. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9453-9463
87. Thich, J. A.; Toby, B. H.; Powers, D. A.; Potenza, J. A.; Schugar, H. J. Inorg. Chem. 1981, 20, 3314-3317
88. Kossmann, S.; Kirchner, B.; Neese, F. Mol. Phys. 2007, 105, 2049-2071
89. Conradie, M. M.; Conradie, J.; Ghosh, A. J. Inorg. Biochem. 2011, 105, 84-91
90. Hopmann, K. H.; Conradie, J.; Ghosh, A. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 10540-10547
91. Thorbjørn, J.; Morsing, T. J.; Sauer, S. P. A.; Weihe, H.; Bendix, J.; Døssing, A. Inorg. Chim. Acta 2013, 396, 72-77
92. van Lenthe, E.; van der Avoird, A.; Wormer, P. E. S. J. Comput. Chem. 1998, 108, 4783-4796
93. Munzarova, M. L.; Kubacek, P.; Kaupp, M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 11900-11913
94. Gherman, B. F.; Cramer, C. J. Coord. Chem. Rev. 2009, 253, 723-753
95. Ciofini, I.; Daul, C. A. Coord. Chem. Rev. 2003, 238, 187-209
96. Bergmann, U.; Horne, C. R.; Collins, T. J.; Workman, J. M.; Cramer, S. P. Chem. Phys. Lett. 1999, 302, 119-124
97. Delgado-Jaime, M. U.; Dible, B. R.; Chiang, K. P.; Brennessel, W. W.; Holland, P. L.; Bergmann, U.; DeBeer, S. Inorg. Chem. 2011, 50, 10709-10717
98. Pollock, C. J.; DeBeer, S. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 5594-5601
99. Swarbrick, J. C.; Kvashnin, Y.; Schulte, K.; Seenivasan, K.; Lamberti, C.; Glatzel, P. Inorg. Chem. 2010, 49, 8323-8332
100. Guemmaz, M.; Moraitis, G.; Mosser, A.; Khan, M. A.; Parlebas, J. C. J. Alloys Compd. 1997, 262-263, 397-401
101. Westre, T. E.; Kennepohl, P.; DeWitt, J. G.; Hedman, B.; Hodgson, K. O.; Solomon, E. I. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 6297-6314
102. Rohde, J.-U.; In, J.-H.; Lim, M. H.; Brennessel, W. W.; Bukowski, M. R.; Stubna, A.; Münck, E.; Nam, W.; Que, L., Jr. Science 2003, 299, 1037-1039
103. Bukowski, M. R.; Koehntop, K. D.; Stubna, A.; Bominaar, E. L.; Halten, J. A.; Münck, E.; Nam, W.; Que, L., Jr. Science 2005, 310, 1000-1002
104. Thibon, A.; England, J.; Martinho, M.; Young, V. G.; Frisch, J. R.; Guillot, R.; Girerd, J.-J.; Münck, E.; Que, L., Jr.; Banse, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7064-7067
105. Prat, I.; Mathieson, J. S.; Güell, M.; Ribas, X.; Luis, J. M.; Cronin, L.; Costas, M. Nat. Chem. 2011, 3, 788-793
106. Lyakin, O. Y.; Bryliakov, K. P.; Talsi, E. P. Inorg. Chem. 2011, 50, 5526-5538
107. Groves, J. T.; Haushalter, R. C.; Nakamura, M.; Nemo, T. E.; Evans, B. J. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 2884-2886
108. Gold, A.; Jayaraj, K.; Doppelt, P.; Weiss, R.; Chottard, G.; Bill, E.; Ding, X.; Trautwein, A. X. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 5756-5761
109. Wolter, T.; Meyer-Klaucke, W.; Müther, M.; Mandon, D.; Winkler, H.; Trautwein, A. X.; Weiss, R. J. Inorg. Biochem. 2000, 78, 117-122
110. Franke, A.; Fertinger, C.; van Eldik, R. Angew.Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5238-5242
111. Rittle, J.; Green, M. T. Science 2010, 330, 933-937
112. Takahashi, A.; Yamaki, D.; Ikemura, K.; Kurahashi, T.; Ogura, T.; Hada, M.; Fujii, H. Inorg. Chem. 2012, 51, 7296-7305
113. Gross, Z. J. Biol. Inorg. Chem. 1996, 1, 368-371
114. de Visser, S. P.; Tahsini, L.; Nam, W. Chem. - Eur. J. 2009, 15, 5577-5587
115. Kang, Y.; Chen, H.; Jeong, Y. J.; Lai, W.; Bae, E. H.; Shaik, S.; Nam, W. Chem. - Eur. J. 2009, 15, 10039-10046
116. Sastri, C. V.; Lee, J.; Oh, K.; Lee, Y. J.; Lee, J.; Jackson, T. A.; Ray, K.; Hirao, H.; Shin, W.; Halfen, J. A.; Kim, J.; Que, L., Jr.; Shaik, S.; Nam, W. Proc. Natl. Acad. U. S. A. 2007, 104, 19181-19186
117. Berry, J. F.; DeBeer George, S.; Neese, F. Phys. Chem. Chem. Phys. 2008, 10, 4361-4374
118. Barden, C. J.; Rienstra-Kiracofe, J. C.; Schaefer, H. F. J. Chem. Phys. 2000, 113, 690-700
119. Smith, J. M.; Subedi, D. Dalton Trans. 2012, 41, 1423-1429
120. Berry, J. F.; Bill, E.; Bothe, E.; DeBeer George, S.; Mienert, B.; Neese, F.; Weighardt, K. Science 2006, 312, 1937-1941
121. Scepaniak, J.; Vogel, C. S.; Khusniyarov, M. M.; Heinemann, F. W.; Meyer, K.; Smith, J. M. Science 2011, 331, 1049-1052
122. Aliaga-Alcade, N.; DeBeer George, S.; Bill, E.; Wieghardt, K.; Neese, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2908-2912
123. Ye, S. F.; Neese, F. Proc. Natl. Acad. U. S. A. 2011, 108, 1228-1233