Thermodynamic and kinetic hydricity of ruthenium(II) hydride complexes

Journal of the American Chemical Society

Volumn 134, Issue 38, 2012, Pages 15743-15757

  Matsubara, Yasuo ^a   Fujita, Etsuko ^a   Doherty, Mark D ^a   Muckerman, James T ^a   Creutz, Carol ^a  

^a BROOKHAVEN NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ACETONITRILE; ELECTRONIC STRUCTURE; HYDRIDES; POSITIVE IONS; RUTHENIUM; RUTHENIUM COMPOUNDS; SPECTROSCOPIC ANALYSIS; THERMODYNAMIC PROPERTIES; TRANSITION METAL COMPOUNDS;

AQUEOUS MEDIA; BIPYRIDINES; ELECTROCHEMICAL POTENTIAL; HYDRIDE COMPLEXES; HYDRIDE-TRANSFER REACTION; IMIDAZOLIUM CATION; ION ACCEPTORS; NMR MEASUREMENTS; PYRIDINIUM CATIONS; SPECTROSCOPIC STUDIES; TERPYRIDINES; THERMODYNAMIC CYCLE; TIME-SCALES; TRANSITION METAL HYDRIDES; WATER SOLVENTS;

ORGANIC SOLVENTS;

ACETONITRILE; ANION; CATION; IMIDAZOLE DERIVATIVE; LIGAND; PYRIDINIUM DERIVATIVE; RUTHENIUM COMPLEX;

ACIDITY; AQUEOUS SOLUTION; ARTICLE; PROTON MOTIVE FORCE; PROTON NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE; THERMODYNAMICS; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

EID: 84961979598     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja302937q     Document Type: Article

References (98)

1. Wolf, J. F.; Staley, R. H.; Koppel, I.; Taagepera, M.; McIver, R. T.; Beauchamp, J. L.; Taft, R. W. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 5417-5429
2. Handoo, K. L.; Cheng, J. P.; Parker, V. D. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 5067-5072
3. DuBois, D. L.; Berning, D. E. Appl. Organomet. Chem. 2000, 14, 860-862
4. Balaraman, E.; Gunanathan, C.; Zhang, J.; Shimon, L. J. W.; Milstein, D. Nat. Chem. 2011, 3, 609-614
5. Matsumura, K.; Arai, N.; Hori, K.; Saito, T.; Sayo, N.; Ohkuma, T. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10696-10699
6. Guan, H. R.; Saddoughi, S. A.; Shaw, A. P.; Norton, J. R. Organometallics 2005, 24, 6358-6364
7. Basic Research Needs for Solar Energy Utilization, Report of the Basic Energy Sciences Workshop on Solar Energy Utilization, April 18-21, 2005; Office of Science, U.S. DOE: Bethesda, MD, 2005.
8. Creutz, C.; Chou, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2794-2795
9. Creutz, C.; Chou, M. H.; Hou, H.; Muckerman, J. T. Inorg. Chem. 2010, 49, 9809-9822
10. Estes, D. P.; Vannucci, A. K.; Hall, A. R.; Lichtenberger, D. L.; Norton, J. R. Organometallics 2011, 30, 3444-3447
11. Berning, D. E.; Noll, B. C.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 11432-11447
12. Wayner, D. D. M.; Parker, V. D. Acc. Chem. Res. 1993, 26, 287-294
13. Pavlishchuk, V. V.; Addison, A. W. Inorg. Chim. Acta 2000, 298, 97-102
14. Ellis, W. W.; Raebiger, J. W.; Curtis, C. J.; Bruno, J. W.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 2738-2743
15. Roberts, J. A. S.; Appel, A. M.; DuBois, D. L.; Bullock, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14604-14613
16. Roberts, J. A. S.; DuBois, D. L.; Bullock, R. M. Organometallics 2011, 30, 4555-4563
17. Wilson, A. D.; Miller, A. J. M.; DuBois, D. L.; Labinger, J. A.; Bercaw, J. E. Inorg. Chem. 2010, 49, 3918-3926
18. Lay, P. A.; McAlpine, N. S.; Hupp, J. T.; Weaver, M. J.; Sargeson, A. M. Inorg. Chem. 1990, 29, 4322-4328
19. Siegbahn, P. E. M.; Eisenstein, O.; Rheingold, A. L.; Koetzle, T. F. Acc. Chem. Res. 1996, 29, 348-354
20. Kristjánsdóttir, S. S.; Norton, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 4366-4367
21. Kristjánsdóttir, S. S.; Norton, J. R. Acidity of hydrido transition metal complexes in solution. In Transition Metal Hydrides; Dedieu, A., Ed.; VCH: New York, 1992; Chapter 9, pp 309-359.
22. Moore, E. J.; Sullivan, J. M.; Norton, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1986, 108, 2257-2263
23. Edidin, R. T.; Sullivan, J. M.; Norton, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1987, 109, 3945-3953
24. Jordan, R. F.; Norton, J. R. J. Am. Chem. Soc. 1982, 104, 1255-1263
25. Angelici, R. J. Acc. Chem. Res. 1995, 28, 51-60
26. Zhu, X.-Q.; Zhang, M.-T.; Yu, A.; Wang, C.-H.; Cheng, J.-P. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2501-2516
27. Zhu, X.-Q.; Cao, L.; Liu, Y.; Yang, Y.; Lu, J.-Y.; Wang, J.-S.; Cheng, J.-P. Chem.-Eur. J. 2003, 9, 3937-3945
28. Zhu, X. Q.; Tan, Y.; Cao, C. T. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 2058-2075
29. Zhu, X. Q.; Liu, Q. Y.; Chen, Q.; Mei, L. R. J. Org. Chem. 2010, 75, 789-808
30. Richter, D.; Tan, Y.; Antipova, A.; Zhu, X. Q.; Mayr, H. Asian J. Chem. 2009, 4, 1824-1829
31. Sarker, N.; Bruno, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 2174-2180
32. Cheng, T. Y.; Bullock, R. M. Organometallics 2002, 21, 2325-2331
33. Cheng, T.-Y.; Brunschwig, B. S.; Bullock, R. M. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 13121-13137
34. Armarego, W. L. F.; Chai, C. L. L. Purification of Laboratory Chemicals, 5 th ed.; Elsevier: Oxford, U.K., 2003.
35. Konno, H.; Kobayashi, A.; Sakamoto, K.; Fagalde, F.; Katz, N. E.; Saitoh, H.; Ishitani, O. Inorg. Chim. Acta 2000, 299, 155-163
36. Hecker, C. R.; Fanwick, P. E.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1991, 30, 659-666
37. Hersh, W. H. Inorg. Chem. 1990, 28, 713-722
38. Seurat, A.; Lemoine, P.; Gross, M. Electrochim. Acta 1978, 23, 1219-1225
39. Miedaner, A.; Dubois, D. L.; Curtis, C. J.; Haltiwanger, R. C. Organometallics 1993, 12, 299-303
40. Gulliver, D. J.; Levason, W.; Smith, K. G. J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1981, 2153-2158
41. Salzer, C. A.; Elliott, C. M.; Hendrickson, S. M. Anal. Chem. 1999, 71, 3677-3683
42. Bennett, M. A.; Huang, T. N.; Matheson, T. W.; Smith, A. K. Inorg. Synth. 1982, 21, 74-78
43. Frisch, M. J. Gaussian 09, Revision B.01, Gaussian, Inc.: Wallingford, CT, 2009.
44. Becke, A. D. Phys. Rev. A 1988, 38, 3098-3100
45. Lee, C.; Yang, W.; Parr, R. G. Phys. Rev. B 1988, 37, 785-789
46. Vosko, S. H.; Wilk, L.; Nusair, M. Can. J. Phys. 1980, 58, 1200-1211
47. Becke, A. D. J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652
48. Stephens, P. J.; Devlin, F. J.; Chabalowski, C. F.; Frisch, M. J. J. Phys. Chem. 1994, 98, 11623-11627
49. Andrae, D.; Haeussermann, U.; Dolg, M.; Stoll, H. Preuss. Theor. Chim. Acta 1990, 77, 123-141
50. Martin, J. M. L.; Sundermann, A. J. Chem. Phys. 2001, 114, 3408-3420
51. Gordon, M. S. Chem. Phys. Lett. 1980, 76, 163-168
52. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Theor. Chem. Acta 1973, 28, 213-222
53. Hariharan, P. C.; Pople, J. A. Mol. Phys. 1974, 27, 209-214
54. Ditchfield, R.; Hehre, W. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1971, 54, 724
55. Hehre, W. J.; Ditchfie., R; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1972, 56, 2257
56. Francl, M. M.; Pietro, W. J.; Hehre, W. J.; Binkley, J. S.; Gordon, M. S.; Defrees, D. J.; Pople, J. A. J. Chem. Phys. 1982, 77, 3654-3665
57. Miertus, S.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1982, 65, 239-245
58. Miertus, S.; Scrocco, E.; Tomasi, J. Chem. Phys. 1981, 55, 117-129
59. Pascual-Ahuir, J. L.; Silla, E.; I., T. J. Comput. Chem. 1994, 15, 1127-1138
60. Kaim, W.; Reinhardt, R.; Sieger, M. Inorg. Chem. 1994, 33, 4453-4459
61. Stepnicka, P.; Ludvik, J.; Canivet, J.; Suss-Fink, G. Inorg. Chim. Acta 2006, 359, 2369-2374
62. Rasmussen, S. C.; Ronco, S. E.; Mlsna, D. A.; Billadeau, M. A.; Pennington, W. T.; Kolis, J. W.; Petersen, J. D. Inorg. Chem. 1995, 34, 821-829
63. Smith, K. T.; Romming, C.; Tilset, M. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 8681-8689
64. Bianchini, C.; Peruzzini, M.; Ceccanti, A.; Laschi, F.; Zanello, P. Inorg. Chim. Acta 1997, 259, 61-70
65. Berger, R. M.; McMillin, D. R. Inorg. Chem. 1988, 27, 4245-4249
66. Chen, Z.; Chen, C.; Weinberg, D. R.; Kang, P.; Concepcion, J. J.; Harrison, D. P.; Brookhart, M. S.; Meyer, T. J. Chem. Commun. 2011, 47, 12607-12609
67. Kolthoff, I. M.; Chantooni, M. K.; Bhowmik, S. J. Am. Chem. Soc. 1968, 90, 23-28
68. Kisanga, P. B.; Verkade, J. G. J. Org. Chem. 2000, 65, 5431
69. Zhu, X. Q.; Li, H. R.; Li, Q.; Ai, T.; Lu, J. Y.; Yang, Y.; Cheng, J. P. Chem.-Eur. J. 2003, 9, 871-880
70. Ellis, W. W.; Ciancanelli, R.; Miller, S. M.; Raebiger, J. W.; DuBois, M. R.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 12230-12236
71. Shaw, A. P.; Ryland, B. L.; Franklin, M. J.; Norton, J. R.; Chen, J. Y. C.; Hall, M. L. J. Org. Chem. 2008, 73, 9668-9674 and refs therein
72. Price, A. J.; Ciancanelli, R.; Noll, B. C.; Curtis, C. J.; DuBois, D. L.; DuBois, M. R. Organometallics 2002, 21, 4833-4839
73. Matsubara, Y.; Kosaka, T.; Nagasawa, A.; Kobatyashi, A.; Konno, H.; Sakamoto, K.; Ishitani, O.; Creutz, C. Organometallics 2012, in press.
74. Darensbourg, M. Y.; Slater, S. J. Am. Chem. Soc. 1981, 103, 5914-5915
75. Jahncke, M.; Meister, G.; Rheinwald, G.; Stoeckli-Evans, H.; Süss-Fink, G. Organometallics 1997, 16, 1137-1143
76. Fowe, E. P.; Therrien, B.; Suss-Fink, G.; Daul, C. Inorg. Chem. 2008, 47, 42-48
77. Chou, M. H.; Creutz, C. Unpublished observations.
78. Warren, J. J.; Tronic, T. A.; Mayer, J. M. Chem. Rev. 2010, 110, 6961-7001
79. Berning, D. E.; Miedaner, A.; Curtis, C. J.; Noll, B. C.; DuBois, M. C. R.; Dubois, D. L. Organometallics 2001, 20, 1832-1839
80. Ciancanelli, R.; Noll, B. C.; DuBois, D. L.; DuBois, M. R. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2984-2992
81. Raebiger, J. W.; Miedaner, A.; Curtis, C. J.; Miller, S. M.; Anderson, O. P.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5502-5514
82. Ellis, W. W.; Miedaner, A.; Curtis, C. J.; Gibson, D. H.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1926-1932
83. Curtis, C. J.; Miedaner, A.; Raebiger, J. W.; DuBois, D. L. Organometallics 2004, 23, 511-516
84. Curtis, C. J.; Miedaner, A.; Ellis, W. W.; DuBois, D. L. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 1918-1925
85. Zhang, X. M.; Bruno, J. W.; Enyinnaya, E. J. Org. Chem. 1998, 63, 4671-4678
86. Hapiot, P.; Moiroux, J.; Saveant, J. M. J. Am. Chem. Soc. 1990, 112, 1337-1343
87. Anne, A.; Moiroux, J. J. Org. Chem. 1990, 55, 4608-4614
88. Creutz, C.; Chou, M. H. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 10108-10109
89. Marcus, Y.; Kamlet, M. J.; Taft, R. W. J. Phys. Chem. 1988, 92, 3613-3622
90. Fawcett, W. R. Langmuir 2008, 24, 9868-9875
91. Creutz, C. (2012, manuscript in preparation.
92. Gutmann, V. Electrochim. Acta 1976, 21, 661-670
93. Kelly, C. A.; Rosseinsky, D. R. Phys. Chem. Chem. Phys. 2001, 3, 2086-2090
94. Kobayashi, A.; Takatori, R.; Kikuchi, I.; Konno, H.; Sakamoto, K.; Ishitani, O. Organometallics 2001, 20, 3361-3363
95. Sullivan, B. P.; Meyer, T. J. Organometallics 1986, 5, 1500-1502
96. Kreevoy, M. M.; Ostovic, D.; Lee, I. S. H.; Binder, D. A.; King, G. W. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 524-530
97. Lee, I. S. H.; Chow, K. H.; Kreevoy, M. M. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 7755-7761
98. Kim, Y.; Truhlar, D. G.; Kreevoy, M. M. J. Am. Chem. Soc. 1991, 113, 7837-7847