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Di Berto Mancini M, Tabussi A, Bernardini M, Lanzalunga O. Oxidations of aromatic sulfides promoted by the phthalimide N-oxyl radical (PINO). J Sulphur Chem 2023. [DOI: 10.1080/17415993.2023.2182160] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 03/05/2023]
Affiliation(s)
- Marika Di Berto Mancini
- Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza” and Istituto CNR per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, Rome, Italy
| | - Alessandro Tabussi
- Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza” and Istituto CNR per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, Rome, Italy
| | - Marianna Bernardini
- Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza” and Istituto CNR per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, Rome, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza” and Istituto CNR per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma “La Sapienza”, Rome, Italy
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Lapi A, D'Alfonso C, Del Giacco T, Lanzalunga O. Competition Between C α -S and C α -C β Bond Cleavage in β-Hydroxysulfoxides Cation Radicals Generated by Photoinduced Electron Transfer †. Photochem Photobiol 2021; 97:1310-1321. [PMID: 33998681 PMCID: PMC9290654 DOI: 10.1111/php.13455] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/26/2021] [Revised: 05/03/2021] [Accepted: 05/11/2021] [Indexed: 11/28/2022]
Abstract
A kinetic and product study of the 3‐cyano‐N‐methyl‐quinolinium photoinduced monoelectronic oxidation of a series of β‐hydroxysulfoxides has been carried out to investigate the competition between Cα‐S and Cα‐Cβ bond cleavage within the corresponding cation radicals. Laser flash photolysis experiments unequivocally established the formation of sulfoxide cation radicals showing their absorption band (λmax ≈ 520 nm) and that of 3‐CN‐NMQ• (λmax ≈ 390 nm). Steady‐state photolysis experiments suggest that, in contrast to what previously observed for alkyl phenyl sulfoxide cation radicals that exclusively undergo Cα‐S bond cleavage, the presence of a β‐hydroxy group makes, in some cases, the Cα‐Cβ scission competitive. The factors governing this competition seem to depend on the relative stability of the fragments formed from the two bond scissions. Substitution of the β‐OH group with ‐OMe did not dramatically change the reactivity pattern of the cation radicals thus suggesting that the observed favorable effect of the hydroxy group on the Cα‐Cβ bond cleavage mainly resides on its capability to stabilize the carbocation formed upon this scission.
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Affiliation(s)
- Andrea Lapi
- Dipartimento di Chimica, Universita` degli Studi di Roma "La Sapienza", Rome, Italy.,Istituto per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), Sede Secondaria di Roma-Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Universita` degli Studi di Roma "La Sapienza", Rome, Italy
| | - Claudio D'Alfonso
- Dipartimento di Chimica, Universita` degli Studi di Roma "La Sapienza", Rome, Italy
| | - Tiziana Del Giacco
- Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie, Università di Perugia, Perugia, Italy.,Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati (CEMIN), Università di Perugia, Perugia, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica, Universita` degli Studi di Roma "La Sapienza", Rome, Italy.,Istituto per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), Sede Secondaria di Roma-Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Universita` degli Studi di Roma "La Sapienza", Rome, Italy
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Tavani F, Capocasa G, Martini A, Sessa F, Di Stefano S, Lanzalunga O, D'Angelo P. Direct structural and mechanistic insights into fast bimolecular chemical reactions in solution through a coupled XAS/UV–Vis multivariate statistical analysis. Dalton Trans 2021; 50:131-142. [DOI: 10.1039/d0dt03083j] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 2.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/21/2022]
Abstract
A combined multivariate and theoretical analysis of coupled XAS/UV–Vis data was proven to be an innovative method to obtain direct structural and mechanistic evidence for bimolecular reactions in solution involving organic substrates.
Collapse
Affiliation(s)
- Francesco Tavani
- Dipartimento di Chimica
- Università di Roma “La Sapienza”
- 00185 Roma
- Italy
| | - Giorgio Capocasa
- Dipartimento di Chimica
- Università di Roma “La Sapienza”
- 00185 Roma
- Italy
| | - Andrea Martini
- Dipartimento di Chimica
- Università degli Studi di Torino
- 10125 Torino
- Italy
- The Smart Materials Research Institute
| | - Francesco Sessa
- Dipartimento di Chimica
- Università di Roma “La Sapienza”
- 00185 Roma
- Italy
| | | | | | - Paola D'Angelo
- Dipartimento di Chimica
- Università di Roma “La Sapienza”
- 00185 Roma
- Italy
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Sulfur Radicals and Their Application. Top Curr Chem (Cham) 2018; 376:22. [DOI: 10.1007/s41061-018-0197-0] [Citation(s) in RCA: 32] [Impact Index Per Article: 5.3] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 01/30/2018] [Accepted: 04/11/2018] [Indexed: 12/11/2022]
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Bonesi SM, Crespi S, Merli D, Manet I, Albini A. Direct Irradiaton of Aryl Sulfides: Homolytic Fragmentation and Sensitized S-Oxidation. J Org Chem 2017; 82:9054-9065. [DOI: 10.1021/acs.joc.7b01518] [Citation(s) in RCA: 15] [Impact Index Per Article: 2.1] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/28/2022]
Affiliation(s)
- Sergio M. Bonesi
- Departamento
de Química Orgánica, CIHIDECAR − CONICET, 3er
Piso, Pabellón 2, Ciudad Universitaria, FCEyN, University of Buenos Aires, Buenos
Aires 1428, Argentina
- PhotoGreen Lab, Department of Chemistry, V.le Taramelli 12, 27100 Pavia, Italy
| | - Stefano Crespi
- PhotoGreen Lab, Department of Chemistry, V.le Taramelli 12, 27100 Pavia, Italy
| | - Daniele Merli
- Department of Chemistry, V.le Taramelli
12, 27100 Pavia, Italy
| | - Ilse Manet
- ISOF-CNR, via Gobetti 101, 40129 Bologna, Italy
| | - Angelo Albini
- PhotoGreen Lab, Department of Chemistry, V.le Taramelli 12, 27100 Pavia, Italy
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Wang X, Wang S, Gu C, Zhang W, Zheng H, Zhang J, Lu G, Zhang YM, Li M, Zhang SXA. Reversible Bond/Cation-Coupled Electron Transfer on Phenylenediamine-Based Rhodamine B and Its Application on Electrochromism. ACS APPLIED MATERIALS & INTERFACES 2017; 9:20196-20204. [PMID: 28535036 DOI: 10.1021/acsami.7b03199] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Key Words] [Track Full Text] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 06/07/2023]
Abstract
A biomimetic system on reversible bond-coupled electron transfer (BCET) has been proposed and investigated in a switchable Rh-N molecule with redox active subunits. We discover that energy barrier of C-N bond breaking is reduced dramatically to less than 1/7 (from 40.4 to 5.5 kcal/mol), and 1/3 of the oxidation potential is simultaneously lowered (from 0.67 to 0.43 V) with the oxidation of Rh-N. The concept, cation-coupled electron transfer (CCET), is highly recommended by analyzing existing proton coupled electron transfer (PCET) and metal coupled electron transfer (MCET) along with aforementioned BCET, which have same characteristic of transferring positive charges, such as proton, metal ion, and organic cation. Molecular switch can be controlled directly by electricity through BCET process. Solid electrochromic device was fabricated with extremely high coloration efficiency (720 cm2/C), great reversibility (no degradation for 600 cycles), and quick respond time (30 ms).
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Affiliation(s)
- Xiaojun Wang
- State Key Lab of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Shuo Wang
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Chang Gu
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Weiran Zhang
- State Key Lab of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Hongzhi Zheng
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Jingjing Zhang
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Geyu Lu
- College of Electron Science and Engineering, Jilin University , Changchun 130012, P. R. China
| | - Yu-Mo Zhang
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Minjie Li
- State Key Lab of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
| | - Sean Xiao-An Zhang
- State Key Lab of Supramolecular Structure and Materials, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
- College of Chemistry, Jilin University , Changchun, 130012, P. R. China
- Department of Chemistry and Pharmacy, Zhuhai College of Jilin University , Zhuhai, 519041, P. R. China
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Barbieri A, Del Giacco T, Di Stefano S, Lanzalunga O, Lapi A, Mazzonna M, Olivo G. Electron Transfer Mechanism in the Oxidation of Aryl 1-Methyl-1-phenylethyl Sulfides Promoted by Nonheme Iron(IV)-Oxo Complexes: The Rate of the Oxygen Rebound Process. J Org Chem 2016; 81:12382-12387. [PMID: 27978740 DOI: 10.1021/acs.joc.6b02434] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.1] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
The oxidation of aryl 1-methyl-1-phenylethyl sulfides promoted by the nonheme iron(IV)-oxo complexes [(N4Py)FeIV═O]2+ and [(Bn-TPEN)FeIV═O]2+ occurs by an electron transfer-oxygen rebound (ET-OT) mechanism leading to aryl 1-methyl-1-phenylethyl sulfoxides accompanied by products derived from Cα-S fragmentation of sulfide radical cations (2-phenyl-2-propanol and diaryl disulfides). For the first time, the rate constants for the oxygen rebound process (kOT), which are in the range of <0.8 × 104 to 3.5 × 104 s-1, were determined from the fragmentation rate constants of the radical cations (kf) and the S oxidation/fragmentation product ratios.
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Affiliation(s)
- Alessia Barbieri
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Tiziana Del Giacco
- Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie and Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati, Università di Perugia , via Elce di sotto 8, 06123 Perugia, Italy
| | - Stefano Di Stefano
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Andrea Lapi
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Marco Mazzonna
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Giorgio Olivo
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
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Barbieri A, Di Stefano S, Lanzalunga O, Lapi A, Mazzonna M, Olivo G. Role of electron transfer processes in the oxidation of aryl sulfides catalyzed by nonheme iron complexes. PHOSPHORUS SULFUR 2016. [DOI: 10.1080/10426507.2016.1255623] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 10/20/2022]
Affiliation(s)
- Alessia Barbieri
- Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma and Istituto CNR di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
| | - Stefano Di Stefano
- Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma and Istituto CNR di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma and Istituto CNR di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
| | - Andrea Lapi
- Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma and Istituto CNR di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
| | - Marco Mazzonna
- Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma and Istituto CNR di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
| | - Giorgio Olivo
- Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma and Istituto CNR di Metodologie Chimiche (IMC-CNR), Sezione Meccanismi di Reazione, c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, Rome, Italy
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Yamauchi T, Shibahara F, Murai T. Pd/phenanthroline-catalyzed arylative cyclization of o-(1-alkynyl)thioanisoles: synthesis of 3-arylated benzo[b]thiophenes. Tetrahedron Lett 2016. [DOI: 10.1016/j.tetlet.2016.05.033] [Citation(s) in RCA: 16] [Impact Index Per Article: 2.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/10/2023]
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Lebée C, Languet M, Allain C, Masson G. α-Carbamoylsulfides as N-Carbamoylimine Precursors in the Visible Light Photoredox-Catalyzed Synthesis of α,α-Disubstituted Amines. Org Lett 2016; 18:1478-81. [DOI: 10.1021/acs.orglett.6b00442] [Citation(s) in RCA: 25] [Impact Index Per Article: 3.1] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/17/2022]
Affiliation(s)
- Clément Lebée
- Institut de Chimie des Substances Naturelles, CNRS UPR 2301, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, 1, Avenue de la Terrasse, 91198 Gif-sur-Yvette Cedex, France
| | - Morgan Languet
- Institut de Chimie des Substances Naturelles, CNRS UPR 2301, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, 1, Avenue de la Terrasse, 91198 Gif-sur-Yvette Cedex, France
| | - Clémence Allain
- PPSM, ENS Cachan, CNRS, Université Paris-Saclay, 94235 Cachan, France
| | - Géraldine Masson
- Institut de Chimie des Substances Naturelles, CNRS UPR 2301, Université Paris-Sud, Université Paris-Saclay, 1, Avenue de la Terrasse, 91198 Gif-sur-Yvette Cedex, France
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Barbieri A, De Carlo Chimienti R, Del Giacco T, Di Stefano S, Lanzalunga O, Lapi A, Mazzonna M, Olivo G, Salamone M. Oxidation of Aryl Diphenylmethyl Sulfides Promoted by a Nonheme Iron(IV)-Oxo Complex: Evidence for an Electron Transfer-Oxygen Transfer Mechanism. J Org Chem 2016; 81:2513-20. [PMID: 26886491 DOI: 10.1021/acs.joc.6b00099] [Citation(s) in RCA: 18] [Impact Index Per Article: 2.3] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/30/2022]
Abstract
The oxidation of a series of aryl diphenylmethyl sulfides (4-X-C6H4SCH(C6H5)2, where X = OCH3 (1), X = CH3 (2), X = H (3), and X = CF3 (4)) promoted by the nonheme iron(IV)-oxo complex [(N4Py)Fe(IV)═O](2+) occurs by an electron transfer-oxygen transfer (ET-OT) mechanism as supported by the observation of products (diphenylmethanol, benzophenone, and diaryl disulfides) deriving from α-C-S and α-C-H fragmentation of radical cations 1(+•)-4(+•), formed besides the S-oxidation products (aryl diphenylmethyl sulfoxides). The fragmentation/S-oxidation product ratios regularly increase through a decrease in the electron-donating power of the aryl substituents, that is, by increasing the fragmentation rate constants of the radical cations as indicated by a laser flash photolysis (LFP) study of the photochemical oxidation of 1-4 carried out in the presence of N-methoxyphenanthridinium hexafluorophosphate (MeOP(+)PF6(-)).
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Affiliation(s)
- Alessia Barbieri
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Rosemilia De Carlo Chimienti
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Tiziana Del Giacco
- Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie and Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati, Università di Perugia , Via Elce di Sotto 8, 06123 Perugia, Italy
| | - Stefano Di Stefano
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Andrea Lapi
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Marco Mazzonna
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Giorgio Olivo
- Dipartimento di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Roma "La Sapienza" , P. le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Michela Salamone
- Dipartimento di Scienze e Tecnologie Chimiche, Università "Tor Vergata" , Via della Ricerca Scientifica 1, I-00133 Rome, Italy
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Bettoni M, Del Giacco T, Stradiotto M, Elisei F. Photoinduced One-Electron Oxidation of Benzyl Methyl Sulfides in Acetonitrile: Time-Resolved Spectroscopic Evidence for a Thionium Ion Intermediate. J Org Chem 2015; 80:8001-8. [DOI: 10.1021/acs.joc.5b01052] [Citation(s) in RCA: 9] [Impact Index Per Article: 1.0] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/29/2022]
Affiliation(s)
- Marta Bettoni
- Dipartimento
di Ingegneria Civile ed Ambientale, ‡Dipartimento di Chimica, Biologia
e Biotecnologie, and §Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati (CEMIN), Università di Perugia, 06123 Perugia, Italy
| | - Tiziana Del Giacco
- Dipartimento
di Ingegneria Civile ed Ambientale, ‡Dipartimento di Chimica, Biologia
e Biotecnologie, and §Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati (CEMIN), Università di Perugia, 06123 Perugia, Italy
| | - Marina Stradiotto
- Dipartimento
di Ingegneria Civile ed Ambientale, ‡Dipartimento di Chimica, Biologia
e Biotecnologie, and §Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati (CEMIN), Università di Perugia, 06123 Perugia, Italy
| | - Fausto Elisei
- Dipartimento
di Ingegneria Civile ed Ambientale, ‡Dipartimento di Chimica, Biologia
e Biotecnologie, and §Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati (CEMIN), Università di Perugia, 06123 Perugia, Italy
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Del Giacco T, Lanzalunga O, Lapi A, Mazzonna M, Mencarelli P. Photosensitized Oxidation of Aryl Benzyl Sulfoxides. Evidence for Nucleophilic Assistance to the C–S Bond Cleavage of Aryl Benzyl Sulfoxide Radical Cations. J Org Chem 2015; 80:2310-8. [DOI: 10.1021/jo502844e] [Citation(s) in RCA: 4] [Impact Index Per Article: 0.4] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/30/2022]
Affiliation(s)
- Tiziana Del Giacco
- Dipartimento
di Chimica, Biologia e Biotecnologie and Centro di Eccellenza Materiali
Innovativi Nanostrutturati, Università di Perugia, via Elce
di sotto 8, 06123 Perugia, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento
di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi
di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Andrea Lapi
- Dipartimento
di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi
di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Marco Mazzonna
- Dipartimento
di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi
di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Paolo Mencarelli
- Dipartimento
di Chimica and Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi
di Reazione c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
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Tojo S, Fujitsuka M, Ouchi A, Majima T. Selenium–Selenium Bond Cleavage of Diaryl Diselenide Radical Anions During Pulse Radiolysis. Chempluschem 2014. [DOI: 10.1002/cplu.201402300] [Citation(s) in RCA: 2] [Impact Index Per Article: 0.2] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 11/08/2022]
Affiliation(s)
- Sachiko Tojo
- The Institute of Scientific and Industrial Research (SANKEN), Osaka University, Mihogaoka 8‐1, Ibaraki, Osaka 567‐0047 (Japan)
| | - Mamoru Fujitsuka
- The Institute of Scientific and Industrial Research (SANKEN), Osaka University, Mihogaoka 8‐1, Ibaraki, Osaka 567‐0047 (Japan)
| | - Akihiko Ouchi
- The National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST), Tsukuba, Ibaraki 305‐8565 (Japan)
| | - Tetsuro Majima
- The Institute of Scientific and Industrial Research (SANKEN), Osaka University, Mihogaoka 8‐1, Ibaraki, Osaka 567‐0047 (Japan)
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Wosinska ZM, Stump FL, Ranjan R, Lorance ED, Finley GN, Patel PP, Khawaja MA, Odom KL, Kramer WH, Gould IR. N-alkoxyheterocycles as irreversible photooxidants. Photochem Photobiol 2014; 90:313-28. [PMID: 24354634 DOI: 10.1111/php.12227] [Citation(s) in RCA: 7] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 08/16/2013] [Accepted: 12/06/2013] [Indexed: 01/07/2023]
Abstract
Irreversible photooxidation based on N-O bond fragmentation is demonstrated for N-methoxyheterocycles in both the singlet and triplet excited state manifolds. The energetic requirements for bond fragmentation are studied in detail. Bond fragmentation in the excited singlet manifold is possible for ππ* singlet states with energies significantly larger than the N-O bond dissociation energy of ca 55 kcal mol(-1). For the nπ* triplet states, N-O bond fragmentation does not occur in the excited state for orbital overlap and energetic reasons. Irreversible photooxidation occurs in the singlet states by bond fragmentation followed by electron transfer. Irreversible photooxidation occurs in the triplet states via bimolecular electron transfer to the donor followed by bond fragmentation. Using these two sensitization schemes, donors can be irreversibly oxidized with oxidation potentials ranging from ca 1.6-2.2 V vs SCE. The corresponding N-ethylheterocycles are characterized as conventional reversible photooxidants in their triplet states. The utility of these sensitizers is demonstrated by irreversibly generating the guanosine radical cation in buffered aqueous solution.
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Affiliation(s)
- Zofia M Wosinska
- Department of Chemistry and Biochemistry, Arizona State University, Tempe, AZ
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Affiliation(s)
- Osvaldo Lanzalunga
- a Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza” and Istituto CNR di Metodologie Chimiche (IMC-CNR) , Sezione Meccanismi di Reazione , P.le Aldo Moro 5, Rome , Italy
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Cavattoni T, Del Giacco T, Lanzalunga O, Mazzonna M, Mencarelli P. Structural Effects on the C–S Bond Cleavage in Aryl tert-Butyl Sulfoxide Radical Cations. J Org Chem 2013; 78:4886-94. [DOI: 10.1021/jo400461c] [Citation(s) in RCA: 12] [Impact Index Per Article: 1.1] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/05/2023]
Affiliation(s)
- Tullio Cavattoni
- Dipartimento di Chimica and
Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione
c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Tiziana Del Giacco
- Dipartimento di Chimica and
Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati, Università di Perugia, via Elce di Sotto 8,
06123 Perugia, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica and
Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione
c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Marco Mazzonna
- Dipartimento di Chimica and
Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione
c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Paolo Mencarelli
- Dipartimento di Chimica and
Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione
c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
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18
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Tojo S, Fujitsuka M, Majima T. Mesolysis of radical anions of tetra-, penta-, and hexaphenylethanes. J Org Chem 2013. [PMID: 23186146 DOI: 10.1021/jo301853g] [Citation(s) in RCA: 8] [Impact Index Per Article: 0.7] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 01/07/2023]
Abstract
A central carbon–carbon (C–C) σ bond dissociation of polyphenylethane radical anions (Ph(n)E•-, n = 3–6), mesolysis, was investigated by the transient absorption measurement during pulse radiolysis of Ph(n)E in 2-methyltetrahydrofuran. The charge resonance (CR) band of 1,1,2,2-tetraphenylethane radical anion (1,1,2,2-Ph4E•-) was observed in the near-infrared region immediately after an electron pulse to be attributed to the intramolecular dimer radical anion. The CR band disappeared with simultaneous formation of two absorption bands at 330 and 460 nm corresponding to diphenylmethyl radical and diphenylmethyl anion, respectively, indicating the occurrence of the mesolysis in 1,1,2,2-Ph4E•-. During pulse radiolysis of 1,1,1,2,2,2-hexaphenylethane (Ph6E), an absorption band of triphenylmethyl radical was observed at 340 nm immediately after an electron pulse. It is suggested that one electron attachment to Ph6E is followed by the subsequent rapid C–C σ bond dissociation. Formation of intramolecular dimer radical anions in Ph(n)E•- such as 1,1,2-triphenylethane (Ph3E), 1,1,1,2-tetraphenylethane (1,1,1,2-Ph4E), and 1,1,1,2,2-pentaphenylethane (Ph5E) was also studied together with the subsequent mesolysis. The mesolysis of Ph(n)E•- is discussed in terms of charge delocalization in the intramolecular dimer radical anions and the central C–C σ bond as well as bond dissociation energy of the central C–C σ bond of Ph(n)E•-.
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Affiliation(s)
- Sachiko Tojo
- The Institute of Scientific and Industrial Research (SANKEN), Osaka University, Mihogaoka 8-1, Ibaraki, Osaka 567-0047, Japan
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19
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Wang L, He W, Yu Z. Transition-metal mediated carbon–sulfur bond activation and transformations. Chem Soc Rev 2013; 42:599-621. [DOI: 10.1039/c2cs35323g] [Citation(s) in RCA: 445] [Impact Index Per Article: 40.5] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/17/2022]
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20
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Del Giacco T, Lanzalunga O, Mazzonna M, Mencarelli P. Structural and Solvent Effects on the C–S Bond Cleavage in Aryl Triphenylmethyl Sulfide Radical Cations. J Org Chem 2012; 77:1843-52. [DOI: 10.1021/jo202418d] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 1.8] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 02/07/2023]
Affiliation(s)
- Tiziana Del Giacco
- Dipartimento di Chimica and
Centro di Eccellenza Materiali Innovativi Nanostrutturati, Università di Perugia, via Elce di Sotto 8,
06123 Perugia, Italy
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica and
Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione
c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Marco Mazzonna
- Dipartimento di Chimica and
Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione
c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
| | - Paolo Mencarelli
- Dipartimento di Chimica and
Istituto CNR di Metodologie Chimiche-IMC, Sezione Meccanismi di Reazione
c/o Dipartimento di Chimica, Sapienza Università di Roma, P.le A. Moro 5, 00185 Rome, Italy
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Lanzalunga O, Lapi A. Recent photo- and radiation chemical studies of sulfur radical cations. J Sulphur Chem 2011. [DOI: 10.1080/17415993.2011.619536] [Citation(s) in RCA: 18] [Impact Index Per Article: 1.4] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 10/17/2022]
Affiliation(s)
- Osvaldo Lanzalunga
- a Dipartimento di Chimica and IMC-CNR, Sezione Meccanismi di Reazione , Università “La Sapienza” , P.le A. Moro, 5 I-00185 , Rome , Italy
| | - Andrea Lapi
- a Dipartimento di Chimica and IMC-CNR, Sezione Meccanismi di Reazione , Università “La Sapienza” , P.le A. Moro, 5 I-00185 , Rome , Italy
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