A Biomimetic Mechanism for the Copper-Catalyzed Aerobic Oxygenation of 4-<i>tert</i>-Butylphenol
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Notice bibliographique
Résumé
Controlling product selectivity during the catalytic aerobic oxidation of phenols remains a significant challenge that hinders reaction development. This work provides a mechanistic picture of a Cu-catalyzed, aerobic functionalization of phenols that is selective for phenoxy-coupled ortho-quinones. We show that the immediate product of the reaction is a Cu(II)-semiquinone radical complex and reveal that ortho-oxygenation precedes oxidative coupling. This complex is the resting state of the Cu catalyst during turnover at room temperature. A mechanistic study of the formation of this complex at low temperatures demonstrates that the oxygenation pathway mimics the dinuclear Cu enzyme tyrosinase by involving a dinuclear side-on peroxodicopper(II) oxidant. Unlike the enzyme, however, the rate-limiting step of the ortho-oxygenation reaction is the self-assembly of the oxidant from Cu(I) and O2. We provide details for all steps in the cycle and demonstrate that turnover is contingent upon proton-transfer events that are mediated by a slight excess of ligand. Finally, our knowledge of the reaction mechanism can be leveraged to diversify the reaction outcome. Thus, uncoupled ortho-quinones are favored in polar, coordinating media, highlighting unusually high levels of chemoselectivity for a catalytic aerobic oxidation of a phenol.
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Prédiction distillée sur la base complète
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Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
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