Catalytic Water Oxidation by a Molecular Ruthenium Complex: Unexpected Generation of a Single-Site Water Oxidation Catalyst

Inorganic Chemistry

Volumn 54, Issue 10, 2015, Pages 4611-4620

  Rabten, Wangchuk ^a   Kärkäs, Markus D ^a   Åkermark, Torbjörn ^a   Chen, Hong ^b,c   Liao, Rong Zhen ^d   Tinnis, Fredrik ^a   Sun, Junliang ^b,e   Siegbahn, Per E M ^a   Andersson, Pher G ^a   Åkermark, Björn ^a  

^a STOCKHOLM UNIVERSITY   (Sweden)

^b STOCKHOLM UNIVERSITY   (Sweden)

^c CHINA UNIVERSITY OF GEOSCIENCES   (China)

^d HUAZHONG UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^e PEKING UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

EID: 84929573836     PISSN: 00201669     EISSN: 1520510X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ic502755c     Document Type: Article

References (63)

1. Kärkäs, M. D.; Johnston, E. V.; Verho, O.; Åkermark, B. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 100 - 111
2. Armaroli, N.; Balzani, V. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 52 - 66
3. Nocera, D. G. ChemSusChem 2009, 2, 387 - 390
4. Umena, Y.; Kawakami, K.; Shen, J.-R.; Kamiya, N. Nature 2011, 473, 55 - 60
5. Kärkäs, M. D.; Verho, O.; Johnston, E. V.; Åkermark, B. Chem. Rev. 2014, 114, 11863 - 12001
6. Karlsson, E. A.; Lee, B.-L.; Åkermark, T.; Johnston, E. V.; Kärkäs, M. D.; Sun, J.; Hansson, Ö.; Bäckvall, J.-E.; Åkermark, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11715 - 11718
7. Young, K. J.; Takase, M. K.; Brudvig, G. W. Inorg. Chem. 2013, 52, 7615 - 7622
8. Karlsson, E. A.; Lee, B.-L.; Liao, R.-Z.; Åkermark, T.; Kärkäs, M. D.; Saavedra Becerril, V.; Siegbahn, P. E. M.; Zou, X.; Abrahamsson, M.; Åkermark, B. ChemPlusChem 2014, 79, 936 - 950
9. Arafa, W. A. A.; Kärkäs, M. D.; Lee, B.-L.; Åkermark, T.; Liao, R.-Z.; Berends, H.-M.; Messinger, J.; Siegbahn, P. E. M.; Åkermark, B. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 11950 - 11964
10. Liao, R.-Z.; Kärkäs, M. D.; Lee, B.-L.; Åkermark, B.; Siegbahn, Per E. M. Inorg. Chem. 2015, 54, 342 - 351
11. Acuña-Parés, F.; Codolà, Z.; Costas, M.; Luis, J. M.; Lloret-Fillol, J. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 5696 - 5707
12. Ellis, W. C.; McDaniel, N. D.; Bernhard, S.; Collins, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10990 - 10991
13. Liao, R.-Z.; Li, X.-C.; Siegbahn, P. E. M. Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 728 - 741
14. Parent, A. R.; Nakazono, T.; Lin, S.; Utsunomiya, S.; Sakai, K. Dalton Trans. 2014, 43, 12501 - 12513
15. Wang, D.; Groves, J. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 15579 - 15584
16. Lv, H.; Song, J.; Geletii, Y. V.; Vickers, J. W.; Sumliner, J. M.; Musaev, D. G.; Kögerler, P.; Zhuk, P. F.; Bacsa, J.; Zhu, G.; Hill, C. L. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9268 - 9271
17. Zhou, X.; Li, F.; Li, H.; Zhang, B.; Yu, F.; Sun, L. ChemSusChem 2014, 7, 2453 - 2456
18. Zhang, M.-T.; Chen, Z.; Kang, P.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2048 - 2051
19. Winikoff, S. G.; Cramer, C. J. Catal. Sci. Technol. 2014, 4, 2484 - 2489
20. Zhang, T.; Wang, C.; Liu, S.; Wang, J.-L.; Lin, W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 273 - 281
21. 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
22. Parent, A. R.; Brewster, T. P.; De Wolf, W.; Crabtree, R. H.; Brudvig, G. W. Inorg. Chem. 2012, 51, 6147 - 6152
23. Hintermair, U.; Hashmi, S. M.; Elimelech, M.; Crabtree, R. H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9785 - 9795
24. Kärkäs, M. D.; Åkermark, T.; Chen, H.; Sun, J.; Åkermark, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 4189 - 4193
25. Zhang, G.; Chen, K.; Chen, H.; Yao, J.; Shaik, S. Inorg. Chem. 2013, 52, 5088 - 5096
26. Muckerman, J. T.; Kowalczyk, M.; Badiei, Y. M.; Polyansky, D. E.; Concepcion, J. J.; Zong, R.; Thummel, R. P.; Fujita, E. Inorg. Chem. 2014, 53, 6904 - 6913
27. Li, T.-T.; Chen, Y.; Li, F.-M.; Zhao, W.-L.; Wang, C.-J.; Lv, X.-J.; Xu, Q.-Q.; Fu, W.-F. Chem.-Eur. J. 2014, 20, 8054 - 8061
28. Wang, Y.; Ahlquist, M. S. G. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 11182 - 11185
29. Tamaki, Y.; Vannucci, A. K.; Dares, C. J.; Binstead, R. A.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 6854 - 6857
30. Isobe, H.; Tanaka, K.; Shen, J.-R.; Yamaguchi, K. Inorg. Chem. 2014, 53, 3973 - 3984
31. Neudeck, S.; Maji, S.; López, I.; Meyer, S.; Meyer, F.; Llobet, A. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 24 - 27
32. 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, 8845 - 8850
33. Duan, L.; Moyses, C. A.; Ahlquist, M. S. G.; Sun, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2012, 109, 15584 - 15588
34. Kang, R.; Chen, K.; Yao, J.; Shaik, S.; Chen, H. Inorg. Chem. 2014, 53, 7130 - 7136
35. Laine, T. M.; Kärkäs, M. D.; Liao, R.-Z.; Åkermark, T.; Lee, B.-L.; Karlsson, E. A.; Siegbahn, P. E. M.; Åkermark, B. Chem. Commun. 2015, 51, 1862 - 1865
36. Kärkäs, M. D.; Åkermark, T.; Johnston, E. V.; Karim, S. R.; Laine, T. M.; Lee, B.-L.; Åkermark, T.; Privalov, T.; Åkermark, B. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51, 11589 - 11593
37. Xu, Y.; Åkermark, T.; Gyollai, V.; Zou, D.; Eriksson, L.; Duan, L.; Zhang, R.; Åkermark, B.; Sun, L. Inorg. Chem. 2009, 48, 2717 - 2719
38. Kärkäs, M. D.; Johnston, E. V.; Karlsson, E. A.; Lee, B.-L.; Åkermark, T.; Shariatgorji, M.; Ilag, L.; Hansson, Ö.; Bäckvall, J.-E.; Åkermark, B. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 7953 - 7959
39. Xu, Y.; Fischer, A.; Duan, L.; Tong, L.; Gabrielsson, E.; Åkermark, B.; Sun, L. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8934 - 8937
40. Lee, B.-L.; Kärkäs, M. D.; Johnston, E. V.; Inge, A. K.; Tran, L.-H.; Xu, Y.; Hansson, Ö.; Zou, X.; Åkermark, B. Eur. J. Inorg. Chem. 2010, 5462 - 5470
41. Norrby, T.; Börje, A.; Åkermark, B.; Hammarström, L.; Alsins, J.; Lashgari, K.; Norrestam, R.; Mårtensson, J.; Stenhagen, G. Inorg. Chem. 1997, 36, 5850 - 5858
42. Duan, L.; Xu, Y.; Gorlov, M.; Tong, L.; Andersson, S.; Sun, L. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 4659 - 4668
43. Nyhlen, J.; Duan, L.; Åkermark, B.; Sun, L.; Privalov, T. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1773 - 1777
44. For further information on how to calculate the turnover frequency (TOF), see Supporting Information.
45. Migliore, A.; Polizzi, N. F.; Therien, M. J.; Beratan, D. N. Chem. Rev. 2014, 114, 3381 - 3465
46. Wenger, O. S. Coord. Chem. Rev. 2015, 282-283, 150 - 158
47. Tong, L.; Wang, Y.; Duan, L.; Xu, Y.; Cheng, X.; Fischer, A.; Ahlquist, M. S. G.; Sun, L. Inorg. Chem. 2012, 51, 3388 - 3398
48. CrysAlis Software System, version 171.37.33; Agilent Technologies: Santa Clara, CA, 2014.
49. Sheldrick, G. M. Acta Crystallogr., Sect. A: Found. Crystallogr. 2008, 64, 112 - 122
50. Sheldrick, G. M. SHELXS97, Program for Solution of Crystal Structure; University of Gottingen: Gottingen, Germany, 1997.
51. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648 - 5652
52. Frisch, M. J.; Trucks, G. W.; Schlegel, H. B.; Scuseria, G. E.; Robb, M. A.; Cheeseman, J. R.; Scalmani, G.; Barone, V.; Mennucci, B.; Petersson, G. A.; Nakatsuji, H.; Caricato, M.; Li, X.; Hratchian, H. P.; Izmaylov, A. F.; Bloino, J.; Zheng, G.; Sonnenberg, J. L.; Hada, M.; Ehara, M.; Toyota, K.; Fukuda, R.; Hasegawa, J.; Ishida, M.; Nakajima, T.; Honda, Y.; Kitao, O.; Nakai, H.; Vreven, T.; Montgomery, J. A., Jr.; Peralta, J. E.; Ogliaro, F.; Bearpark, M.; Heyd, J. J.; Brothers, E.; Kudin, K. N.; Staroverov, V. N.; Kobayashi, R.; Normand, J.; Raghavachari, K.; Rendell, A.; Burant, J. C.; Iyengar, S. S.; Tomasi, J.; Cossi, M.; Rega, N.; Millam, J. M.; Klene, M.; Knox, J. E.; Cross, J. B.; Bakken, V.; Adamo, C.; Jaramillo, J.; Gomperts, R.; Stratmann, R. E.; Yazyev, O.; Austin, A. J.; Cammi, R.; Pomelli, C.; Ochterski, J. W.; Martin, R. L.; Morokuma, K.; Zakrzewski, V. G.; Voth, G. A.; Salvador, P.; Dannenberg, J. J.; Dapprich, S.; Daniels, A. D.; Farkas, Ö.; Foresman, J. B.; Ortiz, J. V.; Cioslowski, J.; Fox, D. J. Gaussian 09, revision B.01; Gaussian, Inc.; Wallingford, CT, 2009.
53. Andrae, D.; Häussermann, U.; Dolg, M.; Stoll, H.; Preuss, H. Theor. Chim. Acta 1990, 77, 123 - 141
54. Reiher, M.; Salomon, O.; Hess, B. A. Theor. Chem. Acc. 2001, 107, 48 - 55
55. Marenich, A. V.; Cramer, C. J.; Truhlar, D. G. J. Phys. Chem. B 2009, 113, 6378 - 6396
56. Grimme, S. J. Comput. Chem. 2006, 27, 1787 - 1799
57. Isse, A. A.; Gennaro, A. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 7894 - 7899
58. Camaioni, D. M.; Schwerdtfeger, C. A. J. Phys. Chem. A 2005, 109, 10795 - 10797
59. Dulière, E.; Devillers, M.; Marchand-Brynaert, J. Organometallics 2003, 22, 804 - 811
60. DeSimone, R. E.; Drago, R. S. J. Am. Chem. Soc. 1970, 92, 2343 - 2352
61. Ong, W. Q.; Zhao, H.; Fang, X.; Woen, S.; Zhou, F.; Yap, W.; Su, H.; Li, S. F. Y.; Zeng, H. Org. Lett. 2011, 13, 3194 - 3197
62. Tondreau, A. M.; Darmon, J. M.; Wile, B. M.; Floyd, S. K.; Lobkovsky, E.; Chirik, P. J. Organometallics 2009, 28, 3928 - 3940
63. Yang, Z.; Tang, R.; Zhang, Z. J. Mol. Struct. 2012, 1030, 19 - 25