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
2秒前
烟花应助张张张张采纳,获得10
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
ak完成签到,获得积分10
4秒前
坤坤发布了新的文献求助10
4秒前
十三应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
Avalonx应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
能干新竹完成签到,获得积分20
4秒前
小蘑菇应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
李健应助科研通管家采纳,获得10
4秒前
十三应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
深情安青应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
华仔应助科研通管家采纳,获得30
5秒前
Nexus应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
星辰大海应助苏沐秋秋采纳,获得10
5秒前
Guo应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
jinhongyangkim完成签到,获得积分20
5秒前
英姑应助科研通管家采纳,获得30
5秒前
充电宝应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
zhanga发布了新的文献求助10
5秒前
思源应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
科研狗应助科研通管家采纳,获得50
5秒前
5秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
5秒前
爆米花应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
无花果应助科研通管家采纳,获得20
6秒前
小小应助科研通管家采纳,获得50
6秒前
6秒前
彤彤应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
orixero应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6秒前
英俊的铭应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
科研通AI2S应助科研通管家采纳,获得10
6秒前
6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
Adhesion Science: Principles & Practice 800
The Graphene Handbook (2019 Edition) 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
IEST-RP-CC018: Cleanroom Cleaning and Sanitization: Operating and Monitoring Procedures 600
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
Fundamentals of Modern Mathematics: A Practical Review (Dover Books on Mathematics) 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 6532303
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8325209
关于积分的说明 17828228
捐赠科研通 5633637
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2933209
邀请新用户注册赠送积分活动 1909720
关于科研通互助平台的介绍 1768697