分子酸素とPd(II) -ヒドリドの反応によりPd(II) -ヒドロペロキシドが生成:HX-還元-除去経路の実験的証拠
Michael M Konnick1, Shannon S Stahl
1Department of Chemistry, University of Wisconsin-Madison, Madison, Wisconsin 53706, USA.
この研究では,分子酸素とパラジウム ((II) -ヒドリド種との反応を調査しており,これはパラジウム触媒による有酸素酸化における重要なステップである. 研究者は,還元性除去と酸素挿入を含む提案されたメカニズムを検証し,触媒再酸化経路の洞察を提供しました.
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:
- パラジウムによって触媒化された有酸素酸化反応は,有機合成において極めて重要です.
- パラジウム触媒の再酸化,特にPd(II) -ヒドリドからPd(II) -ヒドロペロキシドへの再酸化は提案されているが,しばしば確認されていない経路です.
- 最近の発見により,明確に定義されたPd (II) -ヒドリド種の研究が可能になりました.
研究 の 目的:
- 分子酸素が特定のPd(II) - 水素複合体,トランス- IMes) 2Pd(H) OBz) と反応するメカニズムを研究する.
- 対応するPd(II) -ヒドロペロキシド種の形成の経路を解明する.
- パラジアム触媒による有酸素酸化における提案された触媒再酸化機構の実験的検証を行う.
主な方法:
- ベンゼン-d6.6における1H NMRスペクトロスコーピーを用いて,トランス-{IMes) 2Pd{H}{OBz}とO2の反応を監視する.
- 速度法則を決定し,速度を制限するステップを特定するために運動学的研究を行う.
- デウテリウム運動同位体効果 (k(Pd-H) /k(Pd-D)) を測定し,反応機構を調査する.
主要な成果:
- この反応は,Pd(II) -ヒドロペロキシド複合体トランス- ((IMes) 2Pd ((OOH) ((OBz) を生成する.
- 動力学的研究は,2項の速度法則 (rate = k1[1] + k2[1][BzOH]) と小さなデウテリウム動力同位体効果 (1.3(1) を明らかにした.
- 酸素圧は反応速度とは無関係であることが判明し,ベンゾ酸のようなプロティック添加物は反応を触媒化する.
結論:
- このデータは,Pd (II) -ヒドリドからベンゾ酸 (BzOH) の速度を制限する還元性除去を含む段階的なメカニズムを支持しています.
- その後,分子酸素がPd(0) 種で素早く反応し,Pd-O結合がエタ(2) -ペロキソ複合体でプロト解離されます.
- この研究は,Pd-ヒドリド種の有酸素酸化の提案されたメカニズムの最初の実験的検証を提供し,パラジウム触媒の再酸化の理解を深める.
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