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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: 1.8] [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.
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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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Capocasa G, Sessa F, Tavani F, Monte M, Olivo G, Pascarelli S, Lanzalunga O, Di Stefano S, D’Angelo P. Coupled X-ray Absorption/UV–vis Monitoring of Fast Oxidation Reactions Involving a Nonheme Iron–Oxo Complex. J Am Chem Soc 2019; 141:2299-2304. [DOI: 10.1021/jacs.8b08687] [Citation(s) in RCA: 22] [Impact Index Per Article: 3.7] [Reference Citation Analysis] [Track Full Text] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Indexed: 12/15/2022]
Affiliation(s)
- Giorgio Capocasa
- Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza”, P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
- Sezione Meccanismi di Reazione, Istituto CNR per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
| | - Francesco Sessa
- Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza”, P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
| | - Francesco Tavani
- Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza”, P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
| | - Manuel Monte
- European Synchrotron Radiation Facility, 71, Avenue des Martyrs, Grenoble 38000, France
| | - Giorgio Olivo
- Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza”, P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
| | - Sakura Pascarelli
- European Synchrotron Radiation Facility, 71, Avenue des Martyrs, Grenoble 38000, France
| | - Osvaldo Lanzalunga
- Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza”, P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
- Sezione Meccanismi di Reazione, Istituto CNR per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
| | - Stefano Di Stefano
- Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza”, P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
- Sezione Meccanismi di Reazione, Istituto CNR per i Sistemi Biologici (ISB-CNR), P.le A. Moro 5, 00185 Roma, Italy
| | - Paola D’Angelo
- Dipartimento di Chimica, Università di Roma “La Sapienza”, P.le A. Moro 5, 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: 4.6] [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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