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
十一苗发布了新的文献求助10
刚刚
Msweet完成签到,获得积分10
刚刚
keyaner完成签到,获得积分10
1秒前
小猫钓鱼灯完成签到 ,获得积分10
1秒前
1秒前
Akim应助追梦小帅采纳,获得10
1秒前
Sanqainli发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
科研废物完成签到 ,获得积分10
3秒前
颜沛文发布了新的文献求助10
4秒前
陈运行发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
凡酒权发布了新的文献求助10
5秒前
希望天下0贩的0应助炖蛋采纳,获得10
6秒前
7秒前
dasier发布了新的文献求助10
10秒前
hhhhh完成签到,获得积分10
10秒前
穆雨发布了新的文献求助10
10秒前
12秒前
红豆大王发布了新的文献求助10
12秒前
陈运行完成签到,获得积分20
12秒前
Hello应助诡道人采纳,获得10
12秒前
今者当歌完成签到,获得积分10
13秒前
刘庭杨发布了新的文献求助10
13秒前
14秒前
飞鱼完成签到,获得积分10
14秒前
15秒前
栩安虞完成签到,获得积分10
16秒前
yao完成签到,获得积分10
16秒前
执着茹妖发布了新的文献求助10
17秒前
18秒前
Doer发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
共享精神应助dasier采纳,获得10
19秒前
19秒前
徐慕源发布了新的文献求助10
19秒前
fmf发布了新的文献求助20
19秒前
李爱国应助行7采纳,获得10
20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
咳嗽・喀痰の診療ガイドライン第2版2025 800
Petrology and Plate Tectonics 800
Electrode Potentials 550
The globalisation of real estate: the politics and practice of foreign real estate investment 500
Handbook Of Synthetic Methodologies And Protocols Of Nanomaterials 500
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 7014000
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8687226
关于积分的说明 18415973
捐赠科研通 6501528
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3106319
关于科研通互助平台的介绍 2176446
邀请新用户注册赠送积分活动 2082200