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
Noven完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
科研通AI2S应助模拟八个字采纳,获得10
1秒前
aha完成签到,获得积分10
1秒前
何hyy发布了新的文献求助10
1秒前
徐111完成签到,获得积分10
2秒前
天天只会睡大觉完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
3秒前
Akim应助yanglin采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
4秒前
笑相完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
天天快乐应助林途采纳,获得10
5秒前
beichuanheqi发布了新的文献求助10
5秒前
阿飞完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
6秒前
6秒前
老虎皮完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
哈基米发布了新的文献求助10
6秒前
11发布了新的文献求助10
7秒前
小五完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
怡然的魔镜完成签到,获得积分10
7秒前
Huang发布了新的文献求助10
9秒前
家欣发布了新的文献求助10
9秒前
9秒前
wang发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
zz发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
伏远梦发布了新的文献求助10
11秒前
12秒前
12秒前
cccccc发布了新的文献求助10
13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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Reaction of 3-Methylenedihydro-(3H)furan-2-one with Diazoalkanes. Syntheses and Crystal Structures of Spiranic Cyclopropyl Compounds 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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7076102
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8736125
关于积分的说明 18486809
捐赠科研通 6613434
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3130109
关于科研通互助平台的介绍 2229633
邀请新用户注册赠送积分活动 2105110