DFT Mechanistic Investigation into Ni(II)-Catalyzed Hydroxylation of Benzene to Phenol by H2O2

化学 羟基化 苯酚 催化作用 脱质子化 互变异构体 光化学 密度泛函理论 反应机理 氧化加成 药物化学 有机化学 计算化学 离子
作者
‬‬‬‬‬‬Kaveh Farshadfar,Kari Laasonen
出处
期刊:Inorganic Chemistry [American Chemical Society]
卷期号:63 (12): 5509-5519 被引量:2
标识
DOI:10.1021/acs.inorgchem.3c04461
摘要

Introduction of oxygen into aromatic C–H bonds is intriguing from both fundamental and practical perspectives. Although the 3d metal-catalyzed hydroxylation of arenes by H2O2 has been developed by several prominent researchers, a definitive mechanism for these crucial transformations remains elusive. Herein, density functional theory calculations were used to shed light on the mechanism of the established hydroxylation reaction of benzene with H2O2, catalyzed by [NiII(tepa)]2+ (tepa = tris[2-(pyridin-2-yl)ethyl]amine). Dinickel(III) bis(μ-oxo) species have been proposed as the key intermediate responsible for the benzene hydroxylation reaction. Our findings indicate that while the dinickel dioxygen species can be generated as a stable structure, it cannot serve as an active catalyst in this transformation. The calculations allowed us to unveil an unprecedented mechanism composed of six main steps as follows: (i) deprotonation of coordinated H2O2, (ii) oxidative addition, (iii) water elimination, (iv) benzene addition, (v) ketone generation, and (vi) tautomerization and regeneration of the active catalyst. Addition of benzene to oxygen, which occurs via a radical mechanism, turns out to be the rate-determining step in the overall reaction. This study demonstrates the critical role of Ni-oxyl species in such transformations, highlighting how the unpaired spin density value on oxygen and positive charges on the Ni–O• complex affect the activation barrier for benzene addition.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
鲁大师完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
妮夏完成签到,获得积分10
2秒前
邓娇叶发布了新的文献求助10
4秒前
wykion完成签到,获得积分0
4秒前
7秒前
忍蛙发布了新的文献求助10
8秒前
10秒前
12秒前
YEGE发布了新的文献求助10
12秒前
李佳倩完成签到 ,获得积分10
13秒前
wsy完成签到,获得积分10
13秒前
14秒前
16秒前
卫青柏完成签到,获得积分10
16秒前
qazzzyy发布了新的文献求助30
16秒前
16秒前
Jiang发布了新的文献求助10
17秒前
范先生完成签到,获得积分10
18秒前
沚沐完成签到 ,获得积分10
18秒前
19秒前
yongzaizhuigan完成签到,获得积分0
19秒前
白河完成签到,获得积分10
20秒前
fate8680完成签到,获得积分10
20秒前
21秒前
香蕉觅云应助mmmi采纳,获得10
21秒前
shusz完成签到,获得积分10
21秒前
22秒前
白河发布了新的文献求助10
22秒前
代祺发布了新的文献求助10
24秒前
24秒前
Lcjj发布了新的文献求助10
26秒前
niko发布了新的文献求助10
27秒前
28秒前
28秒前
忍蛙完成签到,获得积分10
28秒前
司妧完成签到,获得积分10
29秒前
molly雨轩发布了新的文献求助10
29秒前
YEGE发布了新的文献求助10
30秒前
哈哈哈发布了新的文献求助10
30秒前
高分求助中
The Mother of All Tableaux: Order, Equivalence, and Geometry in the Large-scale Structure of Optimality Theory 3000
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Problems of point-blast theory 400
北师大毕业论文 基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 390
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
Novel Preparation of Chitin Nanocrystals by H2SO4 and H3PO4 Hydrolysis Followed by High-Pressure Water Jet Treatments 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3998808
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3538300
关于积分的说明 11273823
捐赠科研通 3277274
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1807487
邀请新用户注册赠送积分活动 883893
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 810075