ACS Catalysis
Page 10 of 12
Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5763-5775. (e) Migliore, A.; Polizzi, N.
The manuscript was written jointly by both authors.
1
2
3
4
5
6
7
8
F.; Therien, M. J.; Beratan, D. N. Chem. Rev. 2014, 114, 3381-3465.
(f) Smith, K. W.; Stroupe, M. E. Biochemistry 2012, 51, 9857-9868.
(g) Kennis, J. T. M.; Mathes, T. Interface Focus 2013, 3, 20130005.
(h) Reece, S. Y.; Hodgkiss, J. M.; Stubbe, J.; Nocera, D. G. Philos.
Trans. R. Soc., B 2006, 361, 1351-1364. (i) Barry, B. A. J. Photo-
chem. Photobiol. B 2011, 104, 60-71. (j) Lehnert, N.; Solomon, E. I.
J. Biol. Inorg. Chem. 2003, 8, 294-305. (k) Neidig, M. L.; Weck-
sler, A. T.; Schenk, G.; Holman, T. R.; Solomon, E. I. J. Am. Chem.
Soc. 2007, 129, 7531-7537. (l) Moiseyev, N.; Rucker, J.; Glickman,
M. K. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 3853-3860. (m) Derat, E.; Shaik,
S. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13940-13949. (n) Wang, Y.; Chen,
H.; Makino, M.; Shiro, Y.; Nagano, S.; Asamizu, S.; Onaka, H.;
Shaik, S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6748-6762. (o) Wang, H.;
Hirao, H.; Chen, H.; Onaka, H.; Nagano, S.; Shaik, S. J. Am.
Chem. Soc. 2008, 130, 7170-7171.
(9) (a) Weinberg, D. R.; Gagliardi, C. J.; Hull, J. F.; Murphy, C.
F.; Kent, C. A.; Westlake, B. C.; Paul, A.; Ess, D. H.; McCafferty,
D. G.; Meyer, T. J. Chem. Rev. 2012, 112, 4016-4093. (b) Costentin,
C. Chem. Rev. 2008, 108, 2145-2179. (c) Hammes-Schiffer, S.; Stu-
chebrukhov, A. A. Chem. Rev. 2010, 110, 6939-6960. (d) Dempsey,
J. L.; Winkler, J. R.; Gray, H. B. Chem. Rev. 2010, 110, 7024-7039.
(e) Hammes- Schiffer, S.; Hatcher, E.; Ishikita, H.; Skone, J. H.;
Soudackov, A. V. Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 384-394. (f)
Costentin, C. Chem. Rev. 2008, 108, 2145-2179. (g) Gagliardi, C. J.;
Westlake, B. C.; Kent, C. A.; Paul, J. J.; Papanikolas, J. M.; Meyer,
T. J. Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 2459-2471. (h) Hammarstrom,
L.; Styring, S. Philos. Trans. R. Soc., B 2008, 363, 1283-1291.
(10) (a) Tarantino, K. T.; Liu, P.; Knowles, R. R. J. Am. Chem.
Soc. 2013, 135, 10022-10025. (b) Rono, L. J.; Yayla, H. G.; Wang, D.
Y.; Armstrong, M. F.; Knowles, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135,
17735-17738. (c) Yayla, H. G.; Knowles, R. R. Synlett 2014, 20,
2819-2826.
Financial support for this work was provided by the NIH (R01
GM113105). R.R.K. is a fellow of the Alfred P. Sloan Founda-
tion.
(1) (a) Smith, D. M.; Pulling, M. E.; Norton, J. R. J. Am. Chem.
Soc. 2007, 129, 770-771. (b) Li, G.; Han, A.; Pulling, M. E.; Estes,
D. P.; Norton, J. R. J Am Chem Soc, 2012, 134, 14662-14665. (c)
King, S. M.; Ma, X.; Herzon, S. B. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136,
6884-6887. (d) Lo, J. C.; Yabe, Y.; Baran, P. S. J. Am. Chem. Soc.
2014, 136, 1304-1307. (e) Iwasaki, K.; Wan, K. K.; Oppedisano, A.
Crossley, S. W. M.; Shenvi, R. A. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136,
1300-1303. (f) Liu, W.; Huang, X.; Cheng, M. J.; Nielsen, R. J.;
Goddard, W. A.; Groves, J. T. Science 2012, 337, 1322-1325. (g)
Chen, M. S.; White, M. C. Science 2010, 327, 566-571.
(2) For a recent stoichiometric advance, see: (a) Wang, D.;
Farquhar, E. R.; Stubna, A.; Münck, E.; Que, L. Nat. Chem. 2009,
1, 145-150. (b) Wang, D.; Que, L. Chem. Comm. 2013, 49, 10682-
10684.
(3) (a) Luo, Y. R. Handbook of Bond Dissociation Energies in
Organic Compounds; CRC Press: Boca Raton, FL, 2003. (b) Mo-
yer, B. A.; Meyer, T. J. J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 3601-3603. (c)
Bryant, J. R.; Mayer, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 10351-10361.
(d) Borovik, A. S. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 1870-1874. (e) Parsell,
T. H.; Yang, M.-Y.; Borovik, A. S. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131,
2762-2763. (f) Green, M. T.; Dawson, J.H.; Gray, H. B. Science
2004, 304, 1653-1656.
(4) (a) Horner, J. H.; Musa, O. M.; Bouvier, A.; Newcomb, M.
J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 7738-7748. (b) Fallis, A. G.; Brinza, I.
M. Tetrahedron 1997, 53, 17543-17594. (c) Gooßen, L. J.; Rauhaus,
J. E.; Deng, G. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 4042-4045. (d)
Wang, X.; Widenhoefer, R. A. Organometallics 2004, 23, 1649-
1651. (e) LaLonde, R. L.; William, E.; Brenzovich, W. E., Jr.; Beni-
tez, D.; Tkatchouk, E.; Kelley, K.; Goddard, W. A., III; Toste, F. D.
Chem. Sci. 2010, 1, 226-233. (f) Komeyama, K.; Morimoto, T.;
Takaki, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 2938-2941. (g) Li, Z.;
Song, L.; Li, C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 4640-4643.
(5) (a) Newcomb, M.; Esker, J. L. Tetrahedron Lett. 1991, 32,
1035-1038. (b) Boivin, J.; Callier-Dublanchet, A.-C.; Quiclet-Sire,
B.; Schiano, A. M.; Zard, S. Z. Tetrahedron 1995, 51, 6517-6528. (c)
Kemper, J.; Studer, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 4914-4917.
(d) Guin, J.; Frohlich, R.; Studer, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2008,
47, 779-782. (e) Chou, C. M.; Guin, J.; Muck-Lichtenfeld, C.;
Grimme, A.; Studer, A. Chem. Asian J. 2011, 6, 1197-1209. (f) Nico-
laou, K. C.; Baran, P. S.; Zhong, Y.-L.; Barluenga, S.; Hunt, K. W.;
Kranich, R.; Vega, J. A. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2233-2244. (g)
Tang, Y.; Li, C. Org. Lett. 2004, 6, 3229-3231. (h) Quinn, R. K.;
Konst, Z. A.; Michalak, S. E.; Schmidt, Y.; Szklarski, A. R.; Flores,
A. R.; Nam, S.; Horne, D. A.; Vanderwal, C. D.; Alexanian, E. J. J.
Am. Chem. Soc. 2016, 138, 696-702.
(6) Bordwell, F. G.; Harrelson, J. A.; Lynch, T. Y. J. Org. Chem.
1990, 55, 3337-3341.
(7) (a) Hammes-Schiffer, S. J. Am. Chem. Soc., 2015, 137, 8860-
8871. (b) Huynh, M. H. V.; Meyer, T. J. Chem. Rev. 2007, 107,
5004-5064. (c) Mayer, J. M. Ann. Rev. Phys. Chem. 2004, 55, 363-
390. (d) Reece, S. Y.; Nocera, D. G. Ann. Rev. Biochem. 2009, 78,
673-699.
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
(11) Bordwell BDFE Bordwell, F. G.; Cheng, J. P.; Harrelson, J.
A. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 1229-1231.
(12) Warren, J. J.; Tronic, T. A.; Mayer, J. M. Chem. Rev. 2010,
110, 6961-7001.
(13) Waidmann, C. R.; Miller, A. J. M.; Ng, C. A.; Scheuermann,
M. L.; Porter, T. R.; Tronic, T. A.; Mayer, J. A. Energy Environ. Sci.
2012, 5, 7771-7780.
(14) (a) Turro, C.; Chang, C. K.; Leroi, G. E.; Cukier, R. I.; Noc-
era, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 4013-4015. (b) Kirby, J.;
Roberts, J.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 1997, 119, 9230-9236.
(c) Young, E. R.; Rosenthal, J.; Hodgkiss, J. M.; Nocera, D. G. J.
Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7678-7684. (d) Sjodin, M.; Irebo, T.;
Utas, J. E.; Lind, J.; Merenyi, G.; Akermark, B.; Hammarstrom, L.
J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 13076-13083. (e) Markle, T. F.; Mayer,
J. M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 738-740.
(15) (a) Mayer, J. M.; Rhile, I. J. Biochim. Biophys. Acta, Bioen-
erg. 2004, 1655, 51-58. (b) Schrauben, J. N.; Cattaneo, M.; Day, T.
C.; Tenderholt, A. L.; Mayer, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134,
16635-16645. (c) Rosenthal, J.; Luckett, T. D.; Hodgkiss, J. M.;
Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6546-6547. (d) Yang, J.
Y.; Nocera, D. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8192-8198.
(16) Schrauben, J. N.; Cattaneo, M.; Day, T. C.; Tenderholt, A.
L.; Mayer, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 16635-16645.
(17) Choi, G. C.; Knowles, R. R. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137,
9226-9229.
(18) For a brief review on photoredox catalysis, please see: (a)
Zeitler, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9785-9789. (b) Yoon,
T. P.; Ischay, M. A.; Du, J. Nature Chem. 2010, 2, 527-532. (c) Na-
rayanam, J. M. R.; Stephenson, C. R. J. Chem. Soc. Rev. 2011, 40,
102-113. (d) Xuan, J.; Xiao, W.-J. Angew. Chem., Int. Ed. 2012, 51,
6828-6838. (e) Shi, L.; Xia, W. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 7687-
7697. (f) Wallentin, C.-J.; Nguyen, J. D.; Stephenson, C. R. J.
Chimia 2012, 66, 394-398.
(8) (a) Meyer, T. J.; Huynh, M. H. V.; Thorp, H. H. Angew.
Chem., Int. Ed. 2007, 46, 5284-5304. (b) Stubbe, J.; Nocera, D. G.;
Yee, C.; Chang, M. Chem. Rev. 2003, 103, 2167-2202. (c) Kaila, V.
R. I.; Verkhovsky, M. I.; Wikström, M. Chem. Rev. 2010, 110,
7062-7081. (d) Hatcher, E.; Soudachov, A.; Hammes-Schiffer, S. J.
ACS Paragon Plus Environment