スキップしてメイン コンテンツに移動
投稿者:

Water-Soluble Iron(IV)-Oxo Complexes Supported by Pentapyridine Ligands: Axial Ligand Effects on Hydrogen Atom and Oxygen Atom Transfer Reactivity

†Departments of Chemistry and ‡Molecular and Cell Biology and the §Howard Hughes Medical Institute,University of California, Berkeley, California 94720, United States
∥Chemical Sciences and ⊥Materials Sciences Divisions, Lawrence Berkeley National Laboratory, Berkeley, California 94720, United States
# Department of Chemistry and Biochemistry, Utah State University, Logan, Utah 84322, United States
Inorg. Chem., 2015, 54 (12), pp 5879–5887
DOI: 10.1021/acs.inorgchem.5b00658
Publication Date (Web): June 3, 2015
Copyright © 2015 American Chemical Society
*E-mail: jrlong@berkeley.edu (J.R.L.)., *E-mail: chrischang@berkeley.edu (C.J.C.).

Synopsis


A series of Fe(IV)-oxo complexes supported by pentapyridine ligands with varying electronic densities can be generated photochemically in water. Hydrogen atom transfer and oxygen atom transfer reactivity of these ferryl species toward hydrocarbon substrates correlate with the electron-donating ability of the axial pyridine ligand.

Abstract

Abstract Image
We report the photochemical generation and study of a family of water-soluble iron(IV)-oxo complexes supported by pentapyridine PY5Me2-X ligands (PY5Me2 = 2,6-bis(1,1-bis(2-pyridyl)ethyl)pyridine; X = CF3, H, Me, or NMe2), in which the oxidative reactivity of these ferryl species correlates with the electronic properties of the axial pyridine ligand. Synthesis of a systematic series of [FeII(L)(PY5Me2-X)]2+ complexes, where L = CH3CN or H2O, and characterizations by several methods, including X-ray crystallography, cyclic voltammetry, and Mössbauer spectroscopy, show that increasing the electron-donating ability of the axial pyridine ligand tracks with less positive Fe(III)/Fe(II) reduction potentials and quadrupole splitting parameters. The FeII precursors are readily oxidized to their Fe(IV)-oxo counterparts using either chemical outer-sphere oxidants such as CAN (ceric ammonium nitrate) or flash-quench photochemical oxidation with [Ru(bpy)3]2+ as a photosensitizer and K2S2O8 as a quencher. The Fe(IV)-oxo complexes are capable of oxidizing the C–H bonds of alkane (4-ethylbenzenesulfonate) and alcohol (benzyl alcohol) substrates via hydrogen atom transfer (HAT) and an olefin (4-styrenesulfonate) substrate by oxygen atom transfer (OAT). The [FeIV(O)(PY5Me2-X)]2+ derivatives with electron-poor axial ligands show faster rates of HAT and OAT compared to their counterparts supported by electron-rich axial donors, but the magnitudes of these differences are relatively modest.http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.inorgchem.5b00658
ラベル:

コメント

コメントを投稿

人気の投稿

雑誌会（200115）回答_藤田

投稿者:
Ligand Redox Noninnocence in  [Co III (TAML)] 0/–   Complexes Affects Nitrene Formation Nicolaas P. van Leest, Martijn A. Tepaske, Jean-Pierre H. Oudsen,  Bas Venderbosch, Niels R. Rietdijk, Maxime A. Siegler, Moniek Tromp, Jarl Ivar van der Vlugt, and Bas de Bruin DOI: 10.1021/jacs.9b11715 J . Am. Chem. Soc. ASAP 訂正 雑誌会スライド８、９枚目の [Co III (TAML sq )] – の有効磁気モーメントの数値が [Co III (TAML red )] – のものになっていましたので、訂正致します。 誤： µ eff = 2.94  µ B ( S  =1/2) 正： µ eff =  1.88  µ B  ( S  =1/2) Evans 法 NMR によって常磁性化合物の磁化率を求める方法。以下の式1– 5によって磁化率、有効磁気モーメントおよびスピン量子数 S が得られる。 以下は Supporting Information の記述である。 1.      常磁性種、内部標準を含んだ溶液を入れた NMR チューブの中に、内部標準だけを含んだ溶液を入れたキャピラリーを入れ、 NMR を測定する。 2.      内部標準のピークのシフト幅 Δν から磁化率 χ (cm 3 g -1 )を 計算する（式１）。 1 (ν 0 :  共鳴周波数、 c : 常磁性種の濃度、 M :  常磁性種のモル質量 ) 3.      磁化率 χ に M を 掛けること で、モル磁化率 χ M (cm 3 mol -1 )を 計算する（式２）。 4.      χ M から反磁性種のモル磁化率 χ Dia M を差し引いて常磁性種の正味のモル磁化率 χ P M を計算する（式３） 2 。 5.      得られた χ P M を式４に代入して有効磁気モーメントを
コメントを投稿
続きを読む

A low-spin Fe(iii) complex with 100-ps ligand- to-metal charge transfer photoluminescence

投稿者: Yuma Morimoto
Authors: Pavel Chábera, Yizhu Liu, Om Prakash, Erling Thyrhaug, Amal El Nahhas, Alireza Honarfar, Sofia Essén, Lisa A. Fredin, Tobias C. B. Harlang, Kasper S. Kjær, Karsten Handrup, Fredric Ericson, Hideyuki Tatsuno, Kelsey Morgan, Joachim Schnadt, Lennart Häggström, Tore Ericsson, Adam Sobkowiak, Sven Lidin, Ping Huang, Stenbjörn Styring, Jens Uhlig, Jesper Bendix, Reiner Lomoth, Villy Sundström, Petter Persson & Kenneth Wärnmark Nature 543, 695–699 (30 March 2017) doi:10.1038/nature21430 Received 03 August 2016 Accepted 23 January 2017 Published online 29 March 2017 https://www.nature.com/nature/journal/v543/n7647/pdf/nature21430.pdf 解説記事： Making iron glow 蛍光を発する鉄(III)錯体ができたというNatureの論文です。 だからなんだよ？と思うかもしれませんが、鉄の錯体を光らせることは非常に難しいとされてきました。 ルテニウム(II)やイリジウム(III)といった第五、第六周期の遷移金属錯体では、高い発光量子収率をもった（より、効率的に光る）錯体が数多く知られています。 一方で、配位子場分裂がルテニウムなどと比べて小さな鉄錯体では、MLCT励起で生成した電子配置と、鉄のtg電子が一つだけegへと励起した電子配置が近いため、非常に早く電子が鉄へと戻ってきてしまうためです （ Anal.Chem.63, 829A–837A
コメントを投稿
続きを読む

180523_雑誌会回答(伊藤)

投稿者:
Q. ナフタレンの水酸化の位置選択制について。 A. 今回、ナフタレンのHOMOの軌道について(電子が取られてナフタレンラジカルカチオンが生成して反応が始まるので)考えると、ナフタレンの軌道はベンゼンとブタジエンのπ軌道の相互作用から考えることができます。 ブタジエンの軌道 2 （青） は反対称でかつエネルギーが高く不安定であるため、この軌道がナフタレンのHOMOの主成分となり、ベンゼンの反対称軌道 3,5 （赤） との相互作用を考える必要があることが予想されます。 例えば、軌道 ３ と軌道 ２ からできる軌道は同符号同士の重なりから結合性が増加し軌道 ３ より安定化した軌道Aと逆の理論から不安定化した軌道Bが構成されます。 また第二段階として軌道Bと軌道 ５ の相互作用を考えますが、軌道Bは被占軌道で軌道 ５ は空軌道であることからHOMO軌道への寄与は軌道Bの方が格段に大きいことがわかります。それゆえ、ナフタレンのHOMO軌道への寄与は単体ブタジエンと同じであることになり、α位がβ位よりも大きいという風になります。 そのため本文中でも示したように1,4-ジナフトールを経て、1,4-ナフトキノンが酸化生成物として得られるのが妥当だと言えます。
1 件のコメント
続きを読む

Investigating the Underappreciated Hydrolytic Instability of 1,8-Diazabicyclo[5.4.0]undec-7-ene and Related Unsaturated Nitrogenous Bases

投稿者: Yuma Morimoto
https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acs.oprd.9b00187?rand=gzylk8tq Alan M. Hyde, Ralph Calabria, Rebecca Arvary, Xiao Wang, Artis Klapars Department of Process Research & Development, MRL, Merck & Co., Inc. United States Org. Process Res. Dev. 2019, ASAP メルクの社員さんの論文です。DBUなどのアミジン、あるいはグアニジン構造を持った塩基が、ゆっくりと加水分解していることを報告しています。薬の研究中にそれに気付いて、ちゃんと報告せねばならんと思ったと書いてあります（偉い人たちですね）。 上の表の塩基について実験しています。微量の水から水酸化物イオンが出て、それにより加水分解が始まるので、たとえば水溶液にしたときに、pHが11.6以下なら分解しないそうです。 TBDという塩基、DBUより強いので、使ってみても良さそうですね。
コメントを投稿
続きを読む

Tetrakis[3,5-bis(pentafluorosulfanyl)phenyl]borate: A Weakly Coordinating Anion Probed in Polymerization Catalysis

投稿者: Yuma Morimoto
Daniel Langford, Inigo Göttker-Schnetmann, Florian P. Wimmer, Larissa A. Casper, Philip Kenyon, Rainer F. Winter, Stefan Mecking* Publication Date:July 3, 2019 https://doi.org/10.1021/acs.organomet.9b00332 Copyright © 2019 American Chemical Society Organometallics の論文です。ニッケル触媒の仕事、というよりカウンターアニオンとして新たに合成された、ペンタフルオロスルファニル基（-SF6）を有するボレートが渋いので、紹介します。 近年、トリフルオロメチル基は高い電子求引性を有する置換基として大活躍していますが、同様に高い電子求引性を有するSF6基は、"スーパー"トリフルオロメチル基としての地位を確立しつつあるそうです。 我々のグループでもよく用いているテトラフェニルボレートアニオン（BPh4-）は、優れた対アニオンですが、酸化剤と反応してしまうこともあることが知られています。カーリンらのグループ？からは、フェニル基の3,5位に、電子求引性の高いCF3を導入した錯体を用いると、活性種の安定性が大きく変わることを報告しているようです。このようなアニオンはBArFと呼ばれて親しまれています（下図左）。 本論文で著者らは、対応するグリニャール試薬とBCl3を反応させることで、下図右のカウンターアニオン、S-BArFを新たに合成しています。高い電子求引性による電荷の分散効果と、立体によるホウ素中心への攻撃の阻害が期待されます。 250°Cくらいまで、熱には安定なようです。筆者らは、ニッケル錯体の対アニオンとしてこのアニオンを利用したところ、重合触媒活性があがったと報告しています。ニッケル錯体と、対アニオンの相互作用が小さいこと、対アニオンの安定性が高いことなどの理由があると思います（このあたりはちゃんと読んでいません）。 計算したところ、HOMOの非局在化具合はBArF、S-BArFとあまり変わらない（それぞれ、92%、93%）ようですが、LUMOがS-BArFで
コメントを投稿
続きを読む