亲爱的研友该休息了!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您度过漫漫科研夜!身体可是革命的本钱,早点休息,好梦!

Metal-Free Activation of Molecular Oxygen by Quaternary Ammonium-Based Ionic Liquid: A Detail Mechanistic Study

化学 过氧化氢 密度泛函理论 离子键合 离子液体 光化学 分子轨道 过渡金属 过渡状态 无机化学 计算化学 物理化学 分子 有机化学 激进的 催化作用 离子
作者
Krishnendu Khamaru,Uttam Pal,Subhankar Shee,Rabindranath Lo,Kaushik Seal,Prasanta Ghosh,Nakul C. Maiti,Biswadip Banerji
出处
期刊:Journal of the American Chemical Society [American Chemical Society]
卷期号:146 (10): 6912-6925 被引量:5
标识
DOI:10.1021/jacs.3c14366
摘要

Most oxidation processes in common organic synthesis and chemical biology require transition metal catalysts or metalloenzymes. Herein, we report a detailed mechanistic study of a metal-free oxygen (O2) activation protocol on benzylamine/alcohols using simple quaternary alkylammonium-based ionic liquids to produce products such as amide, aldehyde, imine, and in some cases, even aromatized products. NMR and various control experiments established the product formation and reaction mechanism, which involved the conversion of molecular oxygen into a hydroperoxyl radical via a proton-coupled electron transfer process. Detection of hydrogen peroxide in the reaction medium using colorimetric analysis supported the proposed mechanism of oxygen activation. Furthermore, first-principles calculations using density functional theory (DFT) revealed that reaction coordinates and transition state spin densities have a unique spin conversion of triplet oxygen leading to formation of singlet products via a minimum energy crossing point. In addition to DFT, domain-based local pair natural orbital coupled cluster, (DLPNO-CCSD(T)), and complete active space self-consistent field, CASSCF(20,14) methods complemented the above findings. Partial density of states analysis showed stabilization of π* orbital of oxygen in the presence of ionic liquid, making it susceptible to hydrogen abstraction in a mild, metal-free condition. Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopic (ICP-AES) analysis of reactant and ionic liquids clearly showed the absence of any significant transition metal contamination. The current results described the origin of O2 activation within the context of molecular orbital (MO) theory and opened up a new avenue for the use of ionic liquids as inexpensive, multifunctional and high-performance alternative to metal-based catalysts for O2 activation.
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
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

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
Owen应助顺利甜瓜采纳,获得10
1秒前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
39秒前
大胆菲音发布了新的文献求助30
2分钟前
科目三应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
2分钟前
科研蓝月发布了新的文献求助150
4分钟前
4分钟前
科研蓝月完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
我亦化身东海去完成签到,获得积分10
4分钟前
打打应助我亦化身东海去采纳,获得10
4分钟前
pursu发布了新的文献求助10
5分钟前
愉快的犀牛完成签到 ,获得积分10
5分钟前
Dengjia完成签到,获得积分20
5分钟前
Weiyu完成签到 ,获得积分10
5分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
Criminology34应助科研通管家采纳,获得10
6分钟前
TXZ06完成签到,获得积分10
6分钟前
kuoping完成签到,获得积分0
7分钟前
五五完成签到 ,获得积分10
8分钟前
8分钟前
共享精神应助科研通管家采纳,获得10
8分钟前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
8分钟前
顺利甜瓜发布了新的文献求助10
8分钟前
鲤鱼山人完成签到 ,获得积分10
8分钟前
顺利甜瓜完成签到,获得积分10
8分钟前
张来完成签到 ,获得积分10
8分钟前
洒脱完成签到,获得积分10
9分钟前
AA完成签到 ,获得积分10
9分钟前
9分钟前
陈宇发布了新的文献求助10
9分钟前
orixero应助陈宇采纳,获得10
9分钟前
陈宇完成签到,获得积分10
10分钟前
duan完成签到 ,获得积分10
10分钟前
点点完成签到 ,获得积分10
10分钟前
科研通AI6应助科研通管家采纳,获得10
10分钟前
12分钟前
12分钟前
杜鑫鹏发布了新的文献求助10
12分钟前
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
Bandwidth Choice for Bias Estimators in Dynamic Nonlinear Panel Models 2000
HIGH DYNAMIC RANGE CMOS IMAGE SENSORS FOR LOW LIGHT APPLICATIONS 1500
茶艺师试题库(初级、中级、高级、技师、高级技师) 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
The Social Work Ethics Casebook: Cases and Commentary (revised 2nd ed.). Frederic G. Reamer 800
Vertebrate Palaeontology, 5th Edition 530
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5357315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4488736
关于积分的说明 13972488
捐赠科研通 4389979
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2411784
邀请新用户注册赠送积分活动 1404374
关于科研通互助平台的介绍 1378621