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Calix[6]tren and copper(II): A third generation of funnel complexes on the way to redox calix-zymes

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Calix[6]tren and copper(II): A third generation of funnel complexes on the way to redox calix-zymes

Auteurs : Guillaume Izzet [France] ; Bénédicte Douziech [France] ; Thierry Prangé [France] ; Alain Tomas [France] ; Ivan Jabin [France] ; Yves Le Mest [France] ; Olivia Reinaud [France]

Source :

RBID : PMC:1100775

Abstract

Mono-copper enzymes play an important role in biology and their functionality is based on Cu(II)/Cu(I) redox processes. Modeling a mono-nuclear site remains a challenge for a better understanding of its intrinsic reactivity. The first member of a third generation of calixarene-based mono-copper “funnel” complexes is described. The ligand is a calix[6]arene capped by a tren unit, hence presenting a N4 coordination site confined in a cavity. Its Cu(II) complexes were characterized by electronic and EPR spectroscopies. The x-ray structure of one of them shows a five-coordinated metal ion in a slightly distorted trigonal bipyramidal geometry thanks to its coordination to a guest ligand L (ethanol). The latter sits in the heart of the hydrophobic calixarene cone that mimics the active site chamber and the hydrophobic access channel of enzymes. Competitive binding experiments showed a preference order dimethylformamide > ethanol > MeCN for L binding at the single exchangeable metal site. Cyclic voltammetry studies showed irreversible redox processes in CH2Cl2 when L is an oxygen donor caused by the redox-driven ejection of the guest at the Cu(I) level. In the presence of MeCN, a pseudoreversible process was obtained, owing to a fast equilibrium between a fourand a five-coordinate Cu(I) species. Finally, a redox-driven ligand interchange of dimethylformamide for MeCN at the Cu(I) state allowed the trapping of the thermodynamically less stable Cu(II)-MeCN adduct. Hence, this work represents an important step toward the elaboration of a functional supramolecular model for redox mono-copper enzymes, named redox calix-zymes.


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DOI: 10.1073/pnas.0500240102
PubMed: 15867151
PubMed Central: 1100775


Affiliations:


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when L is an oxygen donor caused by the redox-driven ejection of the guest at the Cu(I) level. In the presence of MeCN, a pseudoreversible process was obtained, owing to a fast equilibrium between a fourand a five-coordinate Cu(I) species. Finally, a redox-driven ligand interchange of dimethylformamide for MeCN at the Cu(I) state allowed the trapping of the thermodynamically less stable Cu(II)-MeCN adduct. Hence, this work represents an important step toward the elaboration of a functional supramolecular model for redox mono-copper enzymes, named redox calix-zymes.</p>
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