Intramolecular Single-Electron Transfer Mechanism for Nitrogen-Centered Radical Generation in Copper-Catalyzed Aminofluorinations

直接的 化学 分子内力 激进的 密度泛函理论 烯烃 计算化学 价(化学) 光化学 价键理论 催化作用 电子转移 过渡状态 键裂 反应机理 分子 化学物理 基准集 协同反应 反应中间体 电子结构 自由基离子
作者
Yihao Zhang,Wei Li,Yan Zhang,X X Li,Shipeng Sun,Lili Zhao
出处
期刊:ACS Catalysis [American Chemical Society]
标识
DOI:10.1021/acscatal.6c02000
摘要

Single-electron transfer (SET) processes are central to radical generation in transition-metal catalysis, yet their precise mechanistic origins in complex catalytic systems remain elusive. Herein, density functional theory (DFT) combined with multireference second-order N-electron valence perturbation theory (NEVPT2) reveals a previously unrecognized pathway for nitrogen-centered radical (NCR) formation in copper-catalyzed three-component aminofluorination reactions. Four possible mechanisms were examined, including direct N−O bond homolysis, outer-sphere SET (oSET), inner-sphere SET (iSET), and our proposed intramolecular SET (intraSET) pathway. Among these, the intraSET pathway is energetically preferred, proceeding with a low free-energy barrier of 14.0 kcal/mol to generate copper-coordinated metal-combined nitrogen-centered radicals (MCNCRs). These intermediates are thermodynamically stabilized (Δ G = −6.7 kcal/mol) relative to species formed through the other conventional pathways. Multireference NEVPT2 analysis further reveals that the MCNCRs possess weak Cu−N bonding interactions (bond order = 0.40−0.43) and pronounced diradical character. This electronic structure provides a balance between radical stability and reactivity, facilitating efficient NCR generation under mild conditions. Guided by these mechanistic insights, the concept was extended to alkene cyclopropanation, highlighting the broader synthetic potential of the intraSET strategy. These findings uncover a different mechanistic paradigm for radical generation in copper catalysis and provide conceptual guidance for the design of nitrogen-centered radical transformations in organic synthesis.
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
专注科研的昕昕鼠完成签到 ,获得积分10
刚刚
wind发布了新的文献求助20
刚刚
刚刚
ddz完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
1秒前
诗梦发布了新的文献求助10
1秒前
Lucas的应助被Fly采纳,获得10
1秒前
zhang完成签到 ,获得积分10
1秒前
即将拥有腹肌的小王完成签到,获得积分10
1秒前
Ruoru发布了新的文献求助10
2秒前
阿拉丁完成签到 ,获得积分10
2秒前
rr完成签到 ,获得积分10
3秒前
乘11发布了新的文献求助10
3秒前
故渊丶发布了新的文献求助10
3秒前
MARTIN发布了新的文献求助10
3秒前
酷酷阑香发布了新的文献求助10
4秒前
YUN完成签到,获得积分10
4秒前
orixero的应助被时尚问筠采纳,获得10
4秒前
体贴绮露完成签到,获得积分10
4秒前
卷心菜完成签到,获得积分10
4秒前
chen完成签到,获得积分10
4秒前
康康柳完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
4秒前
4秒前
bxl完成签到,获得积分10
5秒前
阔达鑫完成签到,获得积分10
5秒前
ATY完成签到,获得积分10
5秒前
稳重诗珊发布了新的文献求助10
5秒前
吴洲凤完成签到,获得积分10
5秒前
lishihao发布了新的文献求助10
5秒前
高山流水完成签到,获得积分10
6秒前
打打的应助被ADAB0002采纳,获得10
6秒前
白天亮完成签到,获得积分10
6秒前
SciGPT的应助被zmj采纳,获得10
6秒前
7秒前
个性爆米花完成签到 ,获得积分10
7秒前
8秒前
初心路完成签到 ,获得积分10
8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
Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 14 Volume Set, 2nd Edition(本书共14册,本求助8volume-14volume共7册,独立harcover版本,非网络版本e-EROS 版,不能网络版转化PDF或提取PDF) 2000
Essentials of Carbohydrate Chemistry and Biochemistry, 4th Edition 1000
Электротехническая система магнитожидкостной герметизации валов регулируемых электродвигателей 800
日本語と中国語及びチベット・ビルマ語の語源関連性に関する分析 800
Practical Manual of Forensic Psychophysiology: Methodology, Execution, and Fields of Application 800
Holistic Discourse Analysis, Second Edition by Robert E. Longacre 666
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 物理 生物化学 化学工程 内科学 复合材料 催化作用 心理学 人工智能 细胞生物学 光电子学 无机化学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7959868
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9431891
关于积分的说明 21012904
捐赠科研通 7539050
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3370764
关于科研通互助平台的介绍 2506526
邀请新用户注册赠送积分活动 2402994