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
abab完成签到 ,获得积分10
1秒前
如意的向彤完成签到,获得积分20
1秒前
菜园街种西瓜完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
SciGPT应助犹豫大侠采纳,获得10
2秒前
十一完成签到,获得积分10
3秒前
拼搏绿柳完成签到,获得积分0
3秒前
爱格儿发布了新的文献求助10
3秒前
xiaoxiao完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
852应助林夕采纳,获得10
5秒前
郭潇阳发布了新的文献求助10
5秒前
为什么不能免费完成签到,获得积分10
8秒前
小飞飞完成签到,获得积分10
8秒前
56565656发布了新的文献求助10
8秒前
lz发布了新的文献求助10
9秒前
Limerencia完成签到,获得积分10
10秒前
12秒前
慕青应助小飞飞采纳,获得10
12秒前
在水一方应助cc采纳,获得10
13秒前
13秒前
16秒前
16秒前
17秒前
林夕发布了新的文献求助10
17秒前
小二郎应助聪明的我采纳,获得10
17秒前
十四说四十完成签到,获得积分10
18秒前
18秒前
我是老大应助lily336699采纳,获得10
18秒前
苏silence发布了新的文献求助10
19秒前
机灵的忆梅完成签到 ,获得积分10
19秒前
lz完成签到,获得积分10
19秒前
20秒前
20秒前
张欢馨发布了新的文献求助10
21秒前
FIN发布了新的文献求助100
22秒前
godchai发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
25秒前
何一一完成签到 ,获得积分10
25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
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2000
Quality by Design - An Indispensable Approach to Accelerate Biopharmaceutical Product Development 800
Pulse width control of a 3-phase inverter with non sinusoidal phase voltages 777
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Research Methods for Applied Linguistics: A Practical Guide 600
Research Methods for Applied Linguistics 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 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 6403915
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8222960
关于积分的说明 17428009
捐赠科研通 5456391
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2883487
邀请新用户注册赠送积分活动 1859781
关于科研通互助平台的介绍 1701151