Mechanistic Insight into the Ni-Catalyzed Kumada Cross-Coupling: Alkylmagnesium Halide Promotes C–F Bond Activation and Electron-Deficient Metal Center Slows Down β-H Elimination

化学 卤化物 催化作用 中心(范畴论) 电子 联轴节(管道) 药物化学 金属 无机化学 结晶学 材料科学 物理 有机化学 冶金 量子力学
作者
Yuanyuan Li,Jun Zhu
出处
期刊:Journal of Organic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:87 (14): 8902-8909 被引量:12
标识
DOI:10.1021/acs.joc.2c00586
摘要

The Ni-catalyzed Kumada-Tamao-Corriu (KTC) cross-coupling between aryl fluorides and alkyl Grignard reagents has been used to achieve a highly selective Csp2-Csp3 bond construction via the carbon-fluorine (C-F) bond activation. However, the detailed mechanism of this groundbreaking KTC reaction remains unclear. Herein, we perform a series of analyses by density functional theory (DFT) calculations in order to understand the reaction mechanisms for the selective activation of a highly inert C-F bond by Ni catalysts with bidentate phosphorus ligands. An alternative mechanism for Ni/Mg bimetallic cooperation C-F bond cleavage instead of a traditional oxidative addition was proposed. The push-pull interaction in the transition state provided by the Ni center and the Lewis acid of the Mg cation smoothly breaks the C-F bond, supported by the significantly decreased activation energy from 30.9 to 4.6 kcal mol-1 and principal interacting orbital analysis. Owing to the elevated lowest unoccupied molecular orbital energy level and the electron-deficient metal center caused by the bidentate phosphorus ligand, the β-H elimination could be impeded, increasing the selectivity of KTC cross-coupling. Our DFT results rationally explain the experimental observations, which will be helpful for further development of KTC cross-coupling.

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
脑洞疼应助洛伦兹采纳,获得10
刚刚
1秒前
1秒前
善良士萧应助123采纳,获得10
3秒前
大饼完成签到 ,获得积分10
3秒前
孤央完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
受伤白安完成签到,获得积分10
5秒前
AOTUMAN发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
随风发布了新的文献求助10
8秒前
ting完成签到 ,获得积分10
9秒前
9秒前
10秒前
orixero应助summer烨采纳,获得30
11秒前
lili完成签到,获得积分10
11秒前
朴实山兰发布了新的文献求助10
12秒前
yy发布了新的文献求助10
13秒前
科研通AI6.4应助VV采纳,获得10
13秒前
阿刁发布了新的文献求助10
13秒前
CodeCraft应助yangtao采纳,获得10
14秒前
小高同学发布了新的文献求助10
14秒前
lili发布了新的文献求助10
14秒前
zhangzhang发布了新的文献求助10
15秒前
17秒前
17秒前
Re完成签到,获得积分10
17秒前
小蘑菇应助泡泡采纳,获得10
19秒前
20秒前
nicholas完成签到,获得积分10
20秒前
YT发布了新的文献求助10
21秒前
23秒前
jinyu完成签到 ,获得积分10
23秒前
高挑的魔镜完成签到 ,获得积分10
25秒前
25秒前
AOTUMAN完成签到,获得积分10
26秒前
wanci应助Xx采纳,获得10
27秒前
ding应助Xx采纳,获得10
27秒前
所所应助Xx采纳,获得10
27秒前
万能图书馆应助Xx采纳,获得10
27秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
AnnualResearch andConsultation Report of Panorama survey and Investment strategy onChinaIndustry 1000
卤化钙钛矿人工突触的研究 1000
Continuing Syntax 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
简明药物化学习题答案 500
脑电大模型与情感脑机接口研究--郑伟龙 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6275283
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8095044
关于积分的说明 16922145
捐赠科研通 5345223
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2841901
邀请新用户注册赠送积分活动 1819135
关于科研通互助平台的介绍 1676400