已入深夜,您辛苦了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整的填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!祝你早点完成任务,早点休息,好梦!

Computation Sheds Insight into Iron Porphyrin Carbenes’ Electronic Structure, Formation, and N–H Insertion Reactivity

化学 卟啉 卡宾 反应性(心理学) 单重态 光化学 异氰 组合化学 立体化学 催化作用 有机化学 医学 物理 替代医学 病理 核物理学 激发态
作者
Dina A. Sharon,Dibyendu Mallick,Binju Wang,Sason Shaik
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:138 (30): 9597-9610 被引量:111
标识
DOI:10.1021/jacs.6b04636
摘要

Iron porphyrin carbenes constitute a new frontier of species with considerable synthetic potential. Exquisitely engineered myoglobin and cytochrome P450 enzymes can generate these complexes and facilitate the transformations they mediate. The current work harnesses density functional theoretical methods to provide insight into the electronic structure, formation, and N-H insertion reactivity of an iron porphyrin carbene, [Fe(Por)(SCH3)(CHCO2Et)](-), a model of a complex believed to exist in an experimentally studied artificial metalloenzyme. The ground state electronic structure of the terminal form of this complex is an open-shell singlet, with two antiferromagnetically coupled electrons residing on the iron center and carbene ligand. As we shall reveal, the bonding properties of [Fe(Por)(SCH3)(CHCO2Et)](-) are remarkably analogous to those of ferric heme superoxide complexes. The carbene forms by dinitrogen loss from ethyl diazoacetate. This reaction occurs preferentially through an open-shell singlet transition state: iron donates electron density to weaken the C-N bond undergoing cleavage. Once formed, the iron porphyrin carbene accomplishes N-H insertion via nucleophilic attack. The resulting ylide then rearranges, using an internal carbonyl base, to form an enol that leads to the product. The findings rationalize experimentally observed reactivity trends reported in artificial metalloenzymes employing iron porphyrin carbenes. Furthermore, these results suggest a possible expansion of enzymatic substrate scope, to include aliphatic amines. Thus, this work, among the first several computational explorations of these species, contributes insights and predictions to the surging interest in iron porphyrin carbenes and their synthetic potential.
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
曾经的斑马完成签到,获得积分10
刚刚
Crest完成签到,获得积分10
刚刚
1秒前
赘婿应助9527King采纳,获得10
2秒前
lzxucn完成签到,获得积分10
3秒前
Owen应助流星雨采纳,获得10
8秒前
司空褚完成签到,获得积分10
9秒前
11秒前
灵犀应助王特工采纳,获得10
13秒前
英俊的铭应助梦潜采纳,获得10
14秒前
16秒前
shuangshuang完成签到 ,获得积分10
16秒前
落后南烟完成签到,获得积分20
16秒前
17秒前
Leila完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
20秒前
周涛完成签到 ,获得积分10
21秒前
小蘑菇应助zzzszzz采纳,获得10
21秒前
9527King发布了新的文献求助10
22秒前
SiO2完成签到 ,获得积分10
22秒前
流星雨发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
24秒前
天天快乐应助guorun采纳,获得20
25秒前
YUNJIE发布了新的文献求助10
26秒前
rynchee完成签到 ,获得积分10
27秒前
Hongtao完成签到 ,获得积分10
28秒前
Hello应助lssable采纳,获得10
29秒前
29秒前
lzxucn发布了新的文献求助10
31秒前
鱼缸发布了新的文献求助20
32秒前
完美世界应助luerjiang采纳,获得10
32秒前
尉迟姿完成签到,获得积分20
32秒前
Pursue完成签到,获得积分10
33秒前
落后南烟发布了新的文献求助10
33秒前
33秒前
9527King完成签到,获得积分10
34秒前
子阅完成签到 ,获得积分10
34秒前
wangxiaobin完成签到 ,获得积分10
36秒前
高分求助中
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2500
Healthcare Finance: Modern Financial Analysis for Accelerating Biomedical Innovation 2000
Applications of Emerging Nanomaterials and Nanotechnology 1111
Agaricales of New Zealand 1: Pluteaceae - Entolomataceae 1040
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 1000
Neuromuscular and Electrodiagnostic Medicine Board Review 700
지식생태학: 생태학, 죽은 지식을 깨우다 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 材料科学 生物 工程类 有机化学 生物化学 纳米技术 内科学 物理 化学工程 计算机科学 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 细胞生物学 免疫学 电极
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3466610
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3059468
关于积分的说明 9066340
捐赠科研通 2749950
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1508779
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 697059
邀请新用户注册赠送积分活动 696883