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
隐形曼青的应助被tao采纳,获得10
1秒前
香蕉觅云的应助被冻梨采纳,获得10
2秒前
情怀的应助被淡定金毛采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
3秒前
淮栀完成签到,获得积分10
3秒前
木头完成签到,获得积分10
4秒前
月儿关注了科研通微信公众号
4秒前
不安鱼发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
5秒前
5秒前
火火完成签到 ,获得积分10
5秒前
积极的中蓝完成签到,获得积分10
6秒前
jin的应助被激动的慕凝采纳,获得10
6秒前
大气的蚂蚁完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
7秒前
flora发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
wang发布了新的文献求助30
8秒前
领导范儿的应助被大聪明采纳,获得10
8秒前
深情安青的应助被master采纳,获得10
8秒前
jiang发布了新的文献求助10
9秒前
10秒前
小星星发布了新的文献求助10
11秒前
11秒前
11秒前
11秒前
12秒前
yan发布了新的文献求助10
12秒前
梓翔完成签到,获得积分10
13秒前
大能发布了新的文献求助10
13秒前
立夏发布了新的文献求助10
14秒前
why发布了新的文献求助10
14秒前
冷傲曼冬完成签到 ,获得积分10
14秒前
芽芽的应助被gwyn采纳,获得10
15秒前
15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
Aspects of Post-SPE Phonology 2000
CODESSA 2000
Rosenblum, Global Change Biology 800
Berberine regulates the TLR4 signaling pathway to suppress hypoxia-induced proliferation and migration of pulmonary arterial smooth muscle cells 520
Organizational Behavior 510
The Welfare Assembly Line: Public Servants in the Suffering City 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 计算机科学 工程类 纳米技术 有机化学 化学工程 内科学 物理 生物化学 复合材料 催化作用 细胞生物学 人工智能 心理学 无机化学 基因 遗传学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7851354
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9371032
关于积分的说明 20675620
捐赠科研通 7448767
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3344005
关于科研通互助平台的介绍 2486680
邀请新用户注册赠送积分活动 2366899