Display options
Share it on

Angew Chem Int Ed Engl. 2021 Jun 01;60(23):12742-12746. doi: 10.1002/anie.202102523. Epub 2021 Apr 16.

Controlling Oxygen Reduction Selectivity through Steric Effects: Electrocatalytic Two-Electron and Four-Electron Oxygen Reduction with Cobalt Porphyrin Atropisomers.

Angewandte Chemie (International ed. in English)

Bin Lv, Xialiang Li, Kai Guo, Jun Ma, Yanzhi Wang, Haitao Lei, Fang Wang, Xiaotong Jin, Qingxin Zhang, Wei Zhang, Ran Long, Yujie Xiong, Ulf-Peter Apfel, Rui Cao

Affiliations

  1. Key Laboratory of Applied Surface and Colloid Chemistry, Ministry of Education, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shaanxi Normal University, Xi'an, 710119, China.
  2. Hefei National Laboratory for Physical Sciences at the Microscale, Collaborative Innovative Center of Chemistry for Energy Materials (iChEM), School of Chemistry and Materials Science, National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei, Anhui, 230026, China.
  3. Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Chemie und Biochemie, Anorganische Chemie I, Universitätsstrasse 150, 44801, Bochum, Germany.
  4. Fraunhofer UMSICHT, Osterfelder Strasse 3, 46047, Oberhausen, Germany.

PMID: 33742485 DOI: 10.1002/anie.202102523

Abstract

Achieving a selective 2 e

© 2021 Wiley-VCH GmbH.

Keywords: atropisomers; molecular electrocatalysis; oxygen reduction; selectivity control; steric effect

References

  1. V. Artero, Nat. Energy 2017, 2, 17131. - PubMed
  2. S. Dey, B. Mondal, S. Chatterjee, A. Rana, S. Amanullah, A. Dey, Nat. Rev. Chem. 2017, 1, 0098. - PubMed
  3. W. Zhang, W. Lai, R. Cao, Chem. Rev. 2017, 117, 3717-3797. - PubMed
  4. S. M. Adam, G. B. Wijeratne, P. J. Rogler, D. E. Diaz, D. A. Quist, J. J. Liu, K. D. Karlin, Chem. Rev. 2018, 118, 10840-11022. - PubMed
  5. M. L. Pegis, C. F. Wise, D. J. Martin, J. M. Mayer, Chem. Rev. 2018, 118, 2340-2391. - PubMed
  6. V. Vij, S. Sultan, A. M. Harzandi, A. Meena, J. N. Tiwari, W.-G. Lee, T. Yoon, K. S. Kim, ACS Catal. 2017, 7, 7196-7225. - PubMed
  7. Z. Liang, H.-Y. Wang, H. Zheng, W. Zhang, R. Cao, Chem. Soc. Rev. 2021, 50, 2540-2581. - PubMed
  8. K. Mase, K. Ohkubo, S. Fukuzumi, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2800-2808. - PubMed
  9. M. Karimi, R. Borthakur, C. L. Dorsey, C.-H. Chen, S. Lajeune, F. P. Gabbaï, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 13651-13656. - PubMed
  10. L. Wang, M. Gennari, F. G. C. Reinhard, J. Gutiérrez, A. Morozan, C. Philouze, S. Demeshko, V. Artero, F. Meyer, S. P. de Visser, C. Duboc, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8244-8253. - PubMed
  11. C. W. Machan, ACS Catal. 2020, 10, 2640-2655. - PubMed
  12. H. Lei, X. Li, J. Meng, H. Zheng, W. Zhang, R. Cao, ACS Catal. 2019, 9, 4320-4344. - PubMed
  13. S. Chatterjee, K. Sengupta, S. Hematian, K. D. Karlin, A. Dey, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 12897-12905. - PubMed
  14. M. L. Rigsby, D. J. Wasylenko, M. L. Pegis, J. M. Mayer, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 4296-4299. - PubMed
  15. M. A. Ehudin, L. Senft, A. Franke, I. Ivanović-Burmazović, K. D. Karlin, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 10632-10643. - PubMed
  16. H. Kitagishi, D. Shimoji, T. Ohta, R. Kamiya, Y. Kudo, A. Onoda, T. Hayashi, J. Weiss, J. A. Wytko, K. Kano, Chem. Sci. 2018, 9, 1989-1995. - PubMed
  17. J. Meng, H. Lei, X. Li, J. Qi, W. Zhang, R. Cao, ACS Catal. 2019, 9, 4551-4560. - PubMed
  18. H. Tang, H. Yin, J. Wang, N. Yang, D. Wang, Z. Tang, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 5585-5589; - PubMed
  19. Angew. Chem. 2013, 125, 5695-5699. - PubMed
  20. M. Quernheim, H. Liang, Q. Su, M. Baumgarten, N. Koshino, H. Higashimura, K. Müllen, Chem. Eur. J. 2014, 20, 14178-14183. - PubMed
  21. C. Costentin, H. Dridi, J.-M. Savéant, J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 13535-13544. - PubMed
  22. A. C. Brezny, S. I. Johnson, S. Raugei, J. M. Mayer, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 4108-4113. - PubMed
  23. N. Zion, A. Friedman, N. Levy, L. Elbaz, Adv. Mater. 2018, 30, 1800406. - PubMed
  24. J. Meng, H. Lei, X. Li, W. Zhang, R. Cao, J. Phys. Chem. C 2020, 124, 16324-16331. - PubMed
  25. C. W. Anson, S. S. Stahl, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 18472-18475. - PubMed
  26. M. L. Pegis, D. J. Martin, C. F. Wise, A. C. Brezny, S. I. Johnson, L. E. Johnson, N. Kumar, S. Raugei, J. M. Mayer, J. Am. Chem. Soc. 2019, 141, 8315-8326. - PubMed
  27. G. Passard, D. K. Dogutan, M. Qiu, C. Costentin, D. G. Nocera, ACS Catal. 2018, 8, 8671-8679. - PubMed
  28. Y.-H. Wang, Z. K. Goldsmith, P. E. Schneider, C. W. Anson, J. B. Gerken, S. Ghosh, S. Hammes-Schiffer, S. S. Stahl, J. Am. Chem. Soc. 2018, 140, 10890-10899. - PubMed
  29. M. Guo, Y.-M. Lee, R. Gupta, M. S. Seo, T. Ohta, H.-H. Wang, H.-Y. Liu, S. N. Dhuri, R. Sarangi, S. Fukuzumi, W. Nam, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 15858-15867. - PubMed
  30. A. Friedman, L. Landau, S. Gonen, Z. Gross, L. Elbaz, ACS Catal. 2018, 8, 5024-5031. - PubMed
  31. H. Lei, C. Liu, Z. Wang, Z. Zhang, M. Zhang, X. Chang, W. Zhang, R. Cao, ACS Catal. 2016, 6, 6429-6437. - PubMed
  32. A. Ghatak, S. Bhunia, A. Dey, ACS Catal. 2020, 10, 13136-13148. - PubMed
  33. A. Ghatak, S. Bhakta, S. Bhunia, A. Dey, Chem. Sci. 2019, 10, 9692-9698. - PubMed
  34. R. Zhang, J. J. Warren, J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 13426-13434. - PubMed
  35. S. Fukuzumi, S. Mandal, K. Mase, K. Ohkubo, H. Park, J. Benet-Buchholz, W. Nam, A. Llobet, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9906-9909. - PubMed
  36. G. Passard, A. M. Ullman, C. N. Brodsky, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2016, 138, 2925-2928. - PubMed
  37. Y. Liu, G. Zhou, Z. Zhang, H. Lei, Z. Yao, J. Li, J. Lin, R. Cao, Chem. Sci. 2020, 11, 87-96. - PubMed
  38. I. Monte-Pérez, S. Kundu, A. Chandra, K. E. Craigo, P. Chernev, U. Kuhlmann, H. Dau, P. Hildebrandt, C. Greco, C. Van Stappen, N. Lehnert, K. Ray, J. Am. Chem. Soc. 2017, 139, 15033-15042. - PubMed
  39. C. Di Giovanni, C. Gimbert-Suriñach, M. Nippe, J. Benet-Buchholz, J. R. Long, X. Sala, A. Llobet, Chem. Eur. J. 2016, 22, 361-369. - PubMed
  40. D. Das, Y.-M. Lee, K. Ohkubo, W. Nam, K. D. Karlin, S. Fukuzumi, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 2825-2834. - PubMed
  41. P. T. Smith, Y. Kim, B. P. Benke, K. Kim, C. J. Chang, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 4902-4907; - PubMed
  42. Angew. Chem. 2020, 132, 4932-4937. - PubMed
  43. B. Wang, Y.-M. Lee, W.-Y. Tcho, S. Tussupbayev, S.-T. Kim, Y. Kim, M. S. Seo, K.-B. Cho, Y. Dede, B. C. Keegan, T. Ogura, S. H. Kim, T. Ohta, M.-H. Baik, K. Ray, J. Shearer, W. Nam, Nat. Commun. 2017, 8, 14839. - PubMed
  44. S. Fukuzumi, H. Kotani, H. R. Lucas, K. Doi, T. Suenobu, R. L. Peterson, K. D. Karlin, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6874-6875. - PubMed
  45. A. J. Olaya, D. Schaming, P.-F. Brevet, H. Nagatani, T. Zimmermann, J. Vanicek, H.-J. Xu, C. P. Gros, J.-M. Barbe, H. H. Girault, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 498-506. - PubMed
  46. X. Guo, N. Wang, X. Li, Z. Zhang, J. Zhao, W. Ren, S. Ding, G. Xu, J. Li, U.-P. Apfel, W. Zhang, R. Cao, Angew. Chem. Int. Ed. 2020, 59, 8941-8946; - PubMed
  47. Angew. Chem. 2020, 132, 9026-9031. - PubMed
  48. J. Li, B. C. Noll, A. G. Oliver, W. R. Scheidt, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10595-10606. - PubMed
  49. J. P. Collman, J. I. Brauman, K. M. Doxsee, T. R. Halbert, S. E. Hayes, K. S. Suslick, J. Am. Chem. Soc. 1978, 100, 2761-2766. - PubMed
  50. J. P. Collman, J. I. Brauman, T. R. Halbert, K. S. Suslick, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1976, 73, 3333-3337. - PubMed
  51. G. Xu, H. Lei, G. Zhou, C. Zhang, L. Xie, W. Zhang, R. Cao, Chem. Commun. 2019, 55, 12647-12650. - PubMed
  52. C. H. Lee, D. K. Dogutan, D. G. Nocera, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 8775-8777. - PubMed
  53. S. Zou, J. S. Baskin, A. H. Zewail, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 9625-9630. - PubMed
  54. B. Steiger, J. S. Baskin, F. C. Anson, A. H. Zewail, Angew. Chem. Int. Ed. 2000, 39, 257-260; - PubMed
  55. Angew. Chem. 2000, 112, 263-266. - PubMed
  56. J. P. Collman, X. Zhang, K. Wong, J. I. Brauman, J. Am. Chem. Soc. 1994, 116, 6245-6251. - PubMed
  57. J. P. Collman, Y.-L. Yan, T. Eberspacher, X. Xie, E. I. Solomon, Inorg. Chem. 2005, 44, 9628-9630. - PubMed
  58. N. C. Tomson, M. R. Crimmin, T. Petrenko, L. E. Rosebrugh, S. Sproules, W. C. Boyd, R. G. Bergman, S. DeBeer, F. D. Toste, K. Wieghardt, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18785-18801. - PubMed
  59. J. P. Collman, K. E. Berg, C. J. Sunderland, A. Aukauloo, M. A. Vance, E. I. Solomon, Inorg. Chem. 2002, 41, 6583-6596. - PubMed
  60. J. P. Collman, R. R. Gagne, J. Kouba, H. Ljusberg-Wahren, J. Am. Chem. Soc. 1974, 96, 6800-6802. - PubMed
  61. F. Frati, M. O. J. Y. Hunault, F. M. F. de Groot, Chem. Rev. 2020, 120, 4056-4110. - PubMed

Publication Types

Grant support