Substantial improvement of pyridine-carbene iridium water oxidation catalysts by a simple methyl-to-octyl substitution

ACS Catalysis

Volumn 5, Issue 5, 2015, Pages 2714-2718

  Corbucci, Ilaria ^a   Petronilho, Ana ^b   Müller Bunz, Helge ^b   Rocchigiani, Luca ^a   Albrecht, Martin ^b   Macchioni, Alceo ^a  

^a UNIVERSITY OF PERUGIA   (Italy)

^b UNIVERSITY COLLEGE DUBLIN   (Ireland)

Author keywords

aggregation; catalyst tailoring; iridium; N heterocyclic carbene; water oxidation

Indexed keywords

AGGLOMERATION; CATALYSTS; CERIUM; IRIDIUM; LIGANDS; ORGANIC COMPOUNDS; OXIDANTS; OXIDATION;

CATALYTIC SITES; CERIUM AMMONIUM NITRATES; IRIDIUM COMPLEX; MOLECULAR SPECIES; N-HETEROCYCLIC CARBENES; STEADY STATE CONCENTRATION; WATER OXIDATION; WATER OXIDATION CATALYSTS;

IRIDIUM COMPOUNDS;

EID: 84928969707     PISSN: 21555435     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acscatal.5b00319     Document Type: Article

References (50)

1. Alstrum-Acevedo, J. H.; Brennaman, M. K.; Meyer, T. J. Inorg. Chem. 2005, 44, 6802-6827 10.1021/ic050904r
2. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15729-15735 10.1073/pnas.0603395103
3. Balzani, V.; Credi, A.; Venturi, M. ChemSusChem 2008, 1, 26-58 10.1002/cssc.200700087
4. Gust, D.; Moore, T. A.; Moore, A. L. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1890-1898 10.1021/ar900209b
5. McDaniel, N. D.; Bernhard, S. Dalton Trans. 2010, 39, 10021-10030 10.1039/c0dt00454e
6. Berardi, S.; Drouet, S.; Francàs, L.; Gimbert-Suriñach, C.; Guttentag, M.; Richmond, C.; Stoll, T.; Llobet, A. Chem. Soc. Rev. 2014, 43, 7501-7519 10.1039/C3CS60405E
7. Dau, H.; Limberg, C.; Reier, T.; Risch, M.; Roggan, S.; Strasser, P. ChemCatChem. 2010, 2, 724-761 10.1002/cctc.201000126
8. Cao, R.; Lai, W.; Du, P. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 8134-8157 10.1039/c2ee21494f
9. Liu, X.; Wang, F. Coord. Chem. Rev. 2012, 256, 1115-1136 10.1016/j.ccr.2012.01.015
10. Hetterscheid, D. G. H.; Reek, J. N. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9740-9747 10.1002/anie.201202948
11. Wasylenko, D. J.; Palmer, R. D.; Berlinguette, C. P. Chem. Commun. 2013, 49, 218-227 10.1039/C2CC35632E
12. Kärkäs, M. D.; Verho, O.; Johnston, E. V.; Åkermark, B. Chem. Rev. 2014, 114, 11863-12001 10.1021/cr400572f
13. For a recent example of a molecular catalyst immobilized onto a functional material see: Savini, A.; Bucci, A.; Nocchetti, M.; Vivani, R.; Idriss, H.; Macchioni, A. ACS Catal. 2015, 5, 264-271 10.1021/cs501590k
14. Molecular Water Oxidation; Llobet, A., Ed.; Wiley-Interscience: New York, 2014.
15. Duan, L.; Bozoglian, F.; Mandal, S.; Stewart, B.; Privalov, T.; Llobet, A.; Sun, L. Nat. Chem. 2012, 4, 418-423 10.1038/nchem.1301
16. Woods, J. A.; Bernhard, S.; Albrecht, M. In Molecular Water Oxidation; Llobet, A., Ed.; Wiley-Interscience: New York, 2014; pp 113-133.
17. McDaniel, N. D.; Coughlin, F. J.; Tinker, L. L.; Bernhard, S. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 210-217 10.1021/ja074478f
18. Hull, J. F.; Balcells, D.; Blakemore, J. D. C.; Incarvito, D.; Eisenstein, O.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 8730-8731 10.1021/ja901270f
19. Savini, A.; Bellachioma, G.; Ciancaleoni, G.; Zuccaccia, C.; Zuccaccia, D.; Macchioni, A. Chem. Commun. 2010, 46, 9218-9219 10.1039/c0cc03801f
20. Hetterscheid, D. G. H.; Reek, J. N. H. Chem. Commun. 2011, 47, 2712-2714 10.1039/c0cc05108j
21. Marquet, N.; Gärtner, F.; Losse, S.; Pohl, M.-M.; Junge, H.; Beller, M. ChemSusChem 2011, 4, 1598-1600 10.1002/cssc.201100217
22. Bucci, A.; Savini, A.; Rocchigiani, L.; Zuccaccia, C.; Rizzato, S.; Albinati, A.; Llobet, A.; Macchioni, A. Organometallics 2012, 31, 8071-8074 10.1021/om301024s
23. Wang, C.; Wang, J.-L.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19895-19908 10.1021/ja310074j
24. Codolà, Z.; Cardoso, J. M. S.; Royo, B.; Costas, M.; Fillol, J. L. Chem.-Eur. J. 2013, 19, 7203-7213 10.1002/chem.201204568
25. DePasquale, J.; Nieto, I.; Reuther, L. E.; Herbst-Gervasoni, C. J.; Paul, J. J.; Mochalin, V.; Zeller, M.; Thomas, C. M.; Addison, A. W.; Papish, E. T. Inorg. Chem. 2013, 52, 9175-9183 10.1021/ic302448d
26. Lewandowska-Andralojc, A.; Polyansky, D. E.; Wang, C.-H.; Wang, W.-H.; Himeda, Y.; Fujita, E. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 11976-11987 10.1039/c3cp55101f
27. Savini, A.; Bucci, A.; Bellachioma, A.; Giancola, S.; Palomba, F.; Rocchigiani, L.; Rossi, A.; Suriani, A.; Zuccaccia, C.; Macchioni, A. J. Organomet. Chem. 2014, 771, 24-32 10.1016/j.jorganchem.2014.05.029
28. Grotjahn, D. B.; Brown, D. B.; Martin, J. K.; Marelius, D. C.; Abadjian, M.-C.; Tran, H. N.; Kalyuzhny, G.; Vecchio, K. S.; Specht, Z. G.; Cortes-Llamas, S. A.; Miranda-Soto, V.; van Niekerk, C.; Moore, C. E.; Rheingold, A. L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 19024-19027 10.1021/ja203095k
29. Savini, A.; Belanzoni, P.; Bellachioma, G.; Zuccaccia, C.; Zuccaccia, D.; Macchioni, A. Green Chem. 2011, 13, 3360-3374 10.1039/c1gc15899f
30. Zuccaccia, C.; Bellachioma, G.; Bolaño, S.; Rocchigiani, L.; Savini, A.; Macchioni, A. Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 1462-1468 10.1002/ejic.201100954
31. Zuccaccia, C.; Bellachioma, G.; Bortolini, O.; Bucci, A.; Savini, A.; Macchioni, A. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 3446-3456 10.1002/chem.201304412
32. Savini, A.; Bucci, A.; Bellachioma, G.; Rocchigiani, L.; Zuccaccia, C.; Llobet, A.; Macchioni, A. Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 690-697 10.1002/ejic.201300530
33. Joya, K. S.; Subbaiyan, N. K.; D'Souza, F.; de Groot, H. J. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 9601-9605 10.1002/anie.201203560
34. Diaz-Morales, O.; Hersbach, T. J. P.; Hetterscheid, D. G. H.; Reek, J. N. H.; Koper, M. T. M. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 10432-10439 10.1021/ja504460w
35. Thomsen, J. M.; Sheehan, S. W.; Hashmi, S. M.; Campos, J.; Hintermair, U.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 13826-13834 10.1021/ja5068299
36. Savini, A.; Bellachioma, G.; Bolaño, S.; Rocchigiani, L.; Zuccaccia, C.; Zuccaccia, D.; Macchioni, A. ChemSusChem 2012, 5, 1415-1419 10.1002/cssc.201200067
37. Lalrempuia, R.; McDaniel, N. D.; Müller-Bunz, H.; Bernhard, S.; Albrecht, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9765-9768 10.1002/anie.201005260
38. Petronilho, A.; Rahman, M.; Woods, J. A.; Al-Sayyed, H.; Müller-Bunz, H.; Don, M. J. M.; Bernhard, S.; Albrecht, M. Dalton Trans. 2012, 41, 13074-13080 10.1039/c2dt30403a
39. Woods, J. A.; Lalrempuia, R.; Petronilho, A.; McDaniel, N. D.; Müller-Bunz, H.; Albrecht, M.; Bernhard, S. Energy Environ. Sci. 2014, 7, 2316-2328 10.1039/c4ee00971a
40. Mathew, P.; Neels, A.; Albrecht, M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 13534-13535 10.1021/ja805781s
41. Guisado-Barrios, G.; Bouffard, J.; Donnadieu, B.; Bertrand, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 4759-4762 10.1002/anie.201001864
42. Crowley, J. D.; Lee, A.-L.; Kilpin, K. J. Aust. J. Chem. 2011, 64, 1118-1132 10.1071/CH11185
43. Donnelly, K. F.; Petronilho, A.; Albrecht, M. Chem. Commun. 2013, 49, 1145-1159 10.1039/C2CC37881G
44. Parent, A. R.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 2247-2252 10.1039/C2CS35225G
45. Hetterscheid, D. G. H.; Reek, J. N. H. Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 742-749 10.1002/ejic.201300249
46. Kwok, S. W.; Fotsing, J. R.; Fraser, R. J.; Rodionov, V. O.; Fokin, V. V. Org. Lett. 2010, 12, 4217-4219 10.1021/ol101568d
47. Romain, S.; Vigara, L.; Llobet, A. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 1944-1953 10.1021/ar900240w
48. Petronilho, A.; Woods, J. A.; Bernhard, S.; Albrecht, M. Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 708-714 10.1002/ejic.201300843
49. Macchioni, A.; Ciancaleoni, G.; Zuccaccia, C.; Zuccaccia, D. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 479-489 10.1039/B615067P
50. Hintermair, U.; Sheehan, S. W.; Parent, A. R.; Ess, D. H.; Richens, D. T.; Vaccaro, P. H.; Brudvig, G. W.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 10837-10851 10.1021/ja4048762