Roles of Ligand and Oxidant in Pd(II)-Catalyzed and Ligand-Enabled C(sp3)–H Lactonization in Aliphatic Carboxylic Acid: Mechanistic Studies

催化作用 配体(生物化学) 化学 催化循环 脱质子化 分子内力 还原消去 羧酸 SN2反应 亲核细胞 氧化加成 苯甲酸 立体化学 药物化学 有机化学 离子 受体 生物化学
作者
Liping Xu,Zhe Zhuang,Shaoqun Qian,Jin‐Quan Yu,Djamaladdin G. Musaev
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
卷期号:12 (9): 4848-4858 被引量:23
标识
DOI:10.1021/acscatal.2c00879
摘要

The mechanism of Pd(II)-catalyzed, mono-N-protected amino acid (MPAA) ligand and TBHP oxidant-mediated lactonization of β-C(sp3)–H bond in aliphatic carboxylic acid has been studied. We have shown that the combination of TBHP oxidant and MPAA ligand is very critical: the reaction proceeds via MPAA ligand-mediated Pd(II)/Pd(IV) oxidation by TBHP, followed by C–O reductive elimination from the Pd(IV) intermediate. While Pd(II)/Pd(IV) oxidation is a rate-limiting step, C–H bond activation is the regioselectivity-controlling step. MPAA ligand acts not only as an auxiliary ligand to stabilize the catalytic active species but also as a proton acceptor in C–H bond deprotonation and as a proton donor during Pd(II)/Pd(IV) oxidation by TBHP. The use of a peroxide-based oxidant with the hydroxyl group is required: in the rate-limiting Pd(II)/Pd(IV) oxidation transition state, the H-atom of the OH group participates in the 1,2-hydrogen shift to facilitate proton-shuttling between MPAA ligand and peroxide. Thus, lactonization of the C(sp3)–H bond in aliphatic carboxylic acid occurs via the Pd(II)/Pd(IV) catalytic cycle, unlike the previously reported Pd(II)-catalyzed pyridone ligand and O2 oxidant-assisted benzylic C–H lactonization in aromatic o-methyl benzoic acid, which occurs via the Pd(II)/Pd(0) catalytic cycle and an intramolecular SN2 nucleophilic substitution mechanism. A comparison of these findings for C(sp3)–H bond lactonization in aliphatic and aromatic carboxylic acids enabled us to identify the roles of catalyst, substrate, ligand, and oxidant.
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
1秒前
molihuakai应助123采纳,获得10
2秒前
万能图书馆应助Jared采纳,获得10
2秒前
保罗乔治发布了新的文献求助10
2秒前
fyina完成签到,获得积分20
2秒前
3秒前
Yolo发布了新的文献求助10
5秒前
风趣的孤丝完成签到,获得积分10
6秒前
xhy发布了新的文献求助10
7秒前
夏日阳光完成签到,获得积分10
7秒前
yang625001完成签到,获得积分20
8秒前
无心的柚子完成签到,获得积分10
8秒前
11秒前
11秒前
XX完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
共享精神应助不安的白桃采纳,获得10
12秒前
12秒前
12秒前
传奇3应助栗子栗栗子采纳,获得10
12秒前
柴先生完成签到,获得积分10
13秒前
共享精神应助刘豆豆采纳,获得10
13秒前
华仔应助LiuZfosu采纳,获得10
14秒前
KK_ad完成签到,获得积分10
14秒前
wuchun完成签到,获得积分10
14秒前
凯云发布了新的文献求助50
15秒前
GY12发布了新的文献求助10
15秒前
所所应助lhs采纳,获得30
15秒前
黑猫老师发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
十一完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
19秒前
21秒前
21秒前
22秒前
美好的从阳完成签到,获得积分20
23秒前
24秒前
lkmn发布了新的文献求助10
24秒前
高分求助中
Introduction to Helicopter and Tiltrotor Flight Simulation, Second Edition 2000
Overcoming Stigma and Bias in Obesity Management 1200
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Bounds for Statistical Estimation in Semiparametric Models 500
Forced degradation and stability indicating LC method for Letrozole: A stress testing guide 500
Ideology and Meaning-Making under the Putin Regime 450
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 6488935
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8287408
关于积分的说明 17679883
捐赠科研通 5578848
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2914156
邀请新用户注册赠送积分活动 1891280
关于科研通互助平台的介绍 1748846