アルキル-アルキルクロスカップリング触媒の合成,電子構造,および反応性におけるリガンド・レドックス効果
Gavin D Jones1, Jason L Martin, Chris McFarland
1Department of Chemistry and Biochemistry, University of Arkansas, Fayetteville, 72701, USA.
Journal of the American Chemical Society
|October 5, 2006
まとめ
ニッケル-テルピリジン複合体は,アルキル-アルキルクロスカップリング反応の鍵です. 機械学的研究により,これらの触媒はメチル基ではなく,コンプロポーレーションによって形成され,電子密度は主にリガンドにあることが明らかになった.
科学分野:
- 有機金属化学 有機金属化学
- カタリシス カタリシス カタリシス
- 反応メカニズム 反応メカニズム
背景:
- テルピリジンリガンドは,ニッケルアルキル複合体の安定化に不可欠です.
- アルキル-アルキルクロスカップリング反応を理解することは,合成化学において極めて重要です.
研究 の 目的:
- (テルピリジン) NiMe触媒の形成のメカニズムを解明する.
- ニッケル-テルピリジンアルキル複合体の電子構造と反応性を調査する.
- 触媒活性に対するリガンド特性の影響を調査する.
主な方法:
- 同位体ラベル (N,N,N',N'-テトラメチルエチレンダイアミン) NiMe2.2を使用したメカニズム研究.
- 電子パラマグネティック共振 (EPR) スペクトロスコーピー.
- 密度関数理論 (DFT) による計算.
主要な成果:
- (テルピリジン) NiMe触媒は,メチルラジカルによって形成されるのではなく,コンポーローションによって形成されます.
- (テルピリジン) NiMe のペアレス電子は,テルピリジンリガンドに局所されており,Ni (II) -メチルカチオンと還元リガンドを示しています.
- これらの複合体によるアルキルハリド還元はリガンドベースのものである.
結論:
- ニッケル-テルピリジン複合体は,コンポレーションによって形成され,以前の根基ベースのメカニズムに挑戦します.
- 電子構造には,Ni (III) センターと還元されたテルピリジンリガンドが含まれています.
- 電子的要因ではなく,ステリックおよび溶解性要因が,主に触媒反応性を制御する.
関連する概念動画
Crossed Aldol Reaction Using Weak Bases
This lesson deals with the crossed aldol reaction using weak bases. The self-condensation of an aldehyde having α hydrogen is prevented by adding it slowly to a mixture of formaldehyde and weak bases like hydroxide and alkoxide. Upon slow addition of the aldehyde, the base deprotonates the α carbon of the aldehyde to form the corresponding enolate. The enolate subsequently attacks the formaldehyde to form a single crossed product. Figure 1 depicts the aforementioned reaction.
Crossed Aldol Reaction Using Strong Bases: Directed Aldol Reaction
The reaction between two different carbonyl compounds comprising α hydrogen in the presence of a strong base like lithium diisopropylamide (LDA) to form a crossed aldol product is known as a directed aldol reaction. The directed aldol reaction is depicted in Figure 1.
β-Dicarbonyl Compounds via Crossed Claisen Condensations
Crossed Claisen condensations are base-promoted reactions between two different ester molecules producing β-dicarbonyl compounds. The reaction involving esters, with both containing α hydrogen, results in a mixture of four different products that are difficult to isolate. This reduces the synthetic utility of the reaction.
Thermal and Photochemical Electrocyclic Reactions: Overview
Electrocyclic reactions are reversible reactions. They involve an intramolecular cyclization or ring-opening of a conjugated polyene. Shown below are two examples of electrocyclic reactions. In the first reaction, the formation of the cyclic product is favored. In contrast, in the second reaction, ring-opening is favored due to the high ring strain associated with cyclobutene formation.
Thermal Electrocyclic Reactions: Stereochemistry
The stereochemistry of electrocyclic reactions is strongly influenced by the orbital symmetry of the polyene HOMO. Under thermal conditions, the reaction proceeds via the ground-state HOMO.
Selection Rules: Thermal Activation
Conjugated systems containing an even number of π-electron pairs undergo a conrotatory ring closure. For example, thermal electrocyclization of (2E,4E)-2,4-hexadiene, a conjugated diene containing two π-electron pairs, gives trans-3,4-dimethylcyclobutene.
Selection Rules: Thermal Activation
Conjugated systems containing an even number of π-electron pairs undergo a conrotatory ring closure. For example, thermal electrocyclization of (2E,4E)-2,4-hexadiene, a conjugated diene containing two π-electron pairs, gives trans-3,4-dimethylcyclobutene.
Crossed Aldol Reactions: Overview
Crossed aldol addition is the reaction between two different carbonyl compounds under acidic or basic conditions. Here, both the carbonyl compounds function as nucleophiles and electrophiles. As shown in Figure 1, such a reaction yields a mixture of products, two of which are formed via self-condensation, while the remaining two are formed via crossed-condensation. Without adjustment, the reaction's usefulness in organic chemistry is decreased.


