Unified Mechanistic Concept of the Copper-Catalyzed and Amide-Oxazoline-Directed C(sp2)–H Bond Functionalization

化学 脱质子化 恶唑啉 金属转移 还原消去 炔烃 酰胺 三键 药物化学 催化作用 键裂 反应中间体 立体化学 光化学 高分子化学 双键 有机化学 离子
作者
Liping Xu,Brandon E. Haines,Manjaly J. Ajitha,Jin‐Quan Yu,Djamaladdin G. Musaev
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:11 (20): 12620-12631 被引量:24
标识
DOI:10.1021/acscatal.1c03776
摘要

Density functional theory calculations have been performed to provide the unified mechanism of Cu(II)-catalyzed and amide-oxazoline (Oxa)-directed C(sp2)–H functionalization reactions. The common steps of the studied seven reactions (such as C–H bond vinylation, phenylation, trifluoromethylation, amination, alkynylation, and hydroxylation) are complexation, N–H and C–H bond deprotonation, and Cu(II)/Cu(II) → Cu(I)/Cu(III) disproportionation, leading to the Cu(III) intermediate. The mechanism of the studied C–H functionalization reactions, initiated from the Cu(III) intermediate, depends on the nature of coupling partners. With vinyl- or phenyl-Bpin, which bear no acidic proton (called as a Type-I reaction), the coupling partners are the in situ generated (by addition of anions) anionic borates, which coordinate to the Cu(III) intermediate and undergo concerted transmetalation and reductive elimination to form a new C–C bond. In contrast, with imidazole, aromatic amines, terminal alkyne, and water (called as a Type-II reaction), which bear an acidic proton, the real coupling partners are their in situ generated deprotonated derivatives, which coordinate to copper and lead to a final product with the C–Y bond (Y = C, N, and O) via the reductive elimination pathway. The C(sp2)–H bond trifluoromethylation with TMSCF3 is identified as a special case, positioned between the Type-I and Type-II reaction types. The real coupling partner of this reaction is the in situ generated (via the CF3–-to-OH– ligand exchange) CF3– anion that binds to the Cu(III) intermediate and undergoes the C–CF3 reductive elimination. Our calculations, consistent with the experimental KIE study, have established C–H bond activation as a rate-limiting step for all reactions.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
小巧的花生完成签到,获得积分10
1秒前
aijians完成签到,获得积分10
1秒前
可爱的函函的应助被搞怪孤丝采纳,获得10
1秒前
图图完成签到,获得积分10
1秒前
Shmily完成签到,获得积分10
1秒前
开心完成签到,获得积分10
1秒前
甜美静白发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
科烟生发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
xilin完成签到,获得积分20
2秒前
2秒前
smiling发布了新的文献求助10
2秒前
会相遇发布了新的文献求助10
2秒前
hmy发布了新的文献求助10
2秒前
birch发布了新的文献求助10
2秒前
Jasper的应助被Hh采纳,获得10
3秒前
3秒前
迷路的懒熊完成签到,获得积分10
3秒前
小蘑菇的应助被外向以冬采纳,获得10
3秒前
emily完成签到,获得积分10
3秒前
鄂惜霜发布了新的文献求助10
3秒前
害羞向日葵完成签到 ,获得积分10
3秒前
明理采文完成签到,获得积分10
4秒前
一只萌新完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
cun完成签到,获得积分10
4秒前
魔魔胡胡胡萝卜完成签到,获得积分10
4秒前
GLFCX发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
图图发布了新的文献求助20
4秒前
吉吉完成签到,获得积分10
4秒前
宇文青寒发布了新的文献求助10
5秒前
SciGPT的应助被zhou采纳,获得10
5秒前
5秒前
6秒前
Zzz完成签到,获得积分10
6秒前
852的应助被小陈采纳,获得10
6秒前
传奇3的应助被酷炫初雪采纳,获得10
6秒前
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)通过应助OA文献获取积分 10000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Yugoslavia and China Histories, Legacies, Afterlives 560
A Silent Apostrophe:The Fayum Portraits 520
Organizational Behavior 510
AI-Contracting 300
四川大学学位论文.郭瑞昂. 基于高压热扩散的n型磷掺杂金刚石半导体制备研究 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7835331
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9357969
关于积分的说明 20601687
捐赠科研通 7428023
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3337732
关于科研通互助平台的介绍 2482235
邀请新用户注册赠送积分活动 2358792