Каталитическое кросс-электрофильное C(sp²)–C(sp³)-сочетание в системе Ptᴵᴵ–NaI–C₂H₃I–CH₃I–ацетон

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Сконструирована новая каталитическая система восстановительного кросс-электрофильного C(sp²)–C(sp³)-сочетания: иодидные комплексы Ptᴵᴵ в ацетоновом растворе NaI катализируют сочетание метилиодида и винилиодида с образованием пропилена. Параллельно в небольшом количестве выделяется продукт C(sp²)–C(sp²)-сочетания 1,3-бутадиен. Суммарный выход продуктов в расчете на прореагировавший винилиодид близок к количественному. В условиях большого избытка CH₃I расходование C₂H₃I отвечает кинетическому уравнению реакции псевдопервого порядка. Кросс-сочетание осуществляется в последовательности стадий окислительного присоединения CH₃I к иодидным комплексам Ptᴵᴵ – восстановления под действием I– метильного комплекса PtIV до соответствующего производного Ptᴵᴵ – окислительного присоединения к последнему C₂H₃I – восстановительного элиминирования органильных лигандов из метилвинильного комплекса PtIV.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. В. Краснякова

ФГБНУ Институт физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко

Автор, ответственный за переписку.
Email: ktv_@list.ru
Россия, ул. Р. Люксембург, 70, Донецк, 283048

Д. В. Никитенко

ФГБНУ Институт физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко

Email: ktv_@list.ru
Россия, ул. Р. Люксембург, 70, Донецк, 283048

С. А. Митченко

ФГБНУ Институт физико-органической химии и углехимии им. Л. М. Литвиненко

Email: ktv_@list.ru
Россия, ул. Р. Люксембург, 70, Донецк, 283048

Список литературы

  1. Chen J.-Q., Dong Z.-B. // Synthesis. 2020. V. 52. № 24. P. 3714.
  2. Niroomand Hosseini F., Nabavizadeh S.M., Shoara R., Dadkhah Aseman M., Abu-Omar M.M. // Organometallics. 2021. V. 40. № 13. P. 2051.
  3. Reeves E.K., Entz E.D., Neufeldt S.R. // Chem. Eur. J. 2021. V. 27. № 20. P. 6161.
  4. Andrade M.A., Martins L. // Molecules. 2020. V. 25. № 23. Article 5506.
  5. Темкин О.Н. // Кинетика и Катализ. 2019. T. 60. № 6. C. 683. (Temkin O.N. // Kinet. Catal. 2019. V. 60. № 6. P. 689.)
  6. Курохтина А.А., Ларина E.В., Лагода Н.А., Шмидт А.Ф. // Кинетика и катализ. 2022. T. 63. № 5. C. 614. (Kurokhtina A.A., Larina E.V., Lagoda N.A., Schmidt A.F. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 5. P. 614.)
  7. Ларина E.В., Курохтина А.А., Лагода Н.А., Шмидт А.Ф. // Кинетика и катализ. 2022. T. 63. № 2. C. 234. (Larina E.V., Kurokhtina A.A., Lagoda N.A., Schmidt A.F. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 2. P. 207.)
  8. Ларина Е.В., Курохтина А.А., Лагода Н.А., Григорьева Т.А., Шмидт А.Ф. // Кинетика и катализ. 2023. T. 64. № 4. C. 428. (Larina E.V., Kurokhtina A.A., Lagoda N.A., Grigoryeva T.A., Schmidt A.F. // Kinet. Catal. 2023. V. 64. № 4. P. 431.)
  9. Шмидт А.Ф., Курохтина А.А., Ларина E.В., Лагода Н.А., Явсин Д.А., Гуревич С.А., Зеликман В.М., Кротова И.Н., Ростовщикова Т.Н., Тарханова И.Г. // Кинетика и катализ. 2023. T. 64. № 1. C. 39. (Schmidt A.F., Kurokhtina A.A., Larina E.V., Lagoda N.A., Yavsin D.A., Gurevich S.A., Zelikman V.M., Krotova I.N., Rostovshchikova T.N., Tarkhanova I.G. // Kinet. Catal. 2023. V. 64. № 1. P. 32.)
  10. Bhakta S., Ghosh T. // Org. Chem. Front. 2022. V. 9. № 18. P. 5074.
  11. Ge D., Chen J.-W., Chen Y.-L., Ma M., Shen Z.-L., Chu X.-Q. // Org. Chem. Front. 2023. V. 10. № 15. P. 3909.
  12. Doraghi F., Yousefnejad F., Farzipour S., Aledavoud S.P., Larijani B., Mahdavi M. // Org. Biomol. Chem. 2023. V. 21. № 9. P. 1846.
  13. Campeau L.-C., Hazari N. // Organometallics. 2019. V. 38. № 1. P. 3.
  14. Knappke C.E.I., Grupe S., Gaertner D., Corpet M., Gosmini C., Wangelin A.J.v.W. // Chemistry. 2014. V. 20. № 23. P. 6828.
  15. Aghakhanpour R.B., Paziresh S., Nabavizadeh S.M., Hoseini S.J., Niroomand Hosseini F. // J. Iran. Chem. Soc. 2020. V. 17. № 11. P. 2683.
  16. Beckers I., Bugaev A., De Vos D. // Chem. Sci. 2023. V. 14. № 5. P. 1176.
  17. Hanna L.E., Jarvo E.R. // Angew. Chem. Int. Ed. 2015. V. 54. № 52. P. 15618.
  18. Краснякова Т.В., Никитенко Д.В., Моренко В.В., Митченко С.А. // Кинетика и катализ. 2022. T. 63. № 3. C. 322. (Krasnyakova T.V., Nikitenko D.V., Morenko V.V., Mitchenko S.A. // Kinet. Catal. 2022. V. 63. № 3. P. 270.)
  19. Синтез комплексних соединений металлов платиновой группы. Справочник. Ред. Черняев И.Н. Москва: Наука, 1964. 239 с.
  20. SDBSWeb: https://sdbs.db.aist.go.jp (National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, date of access 22.07.2023.)
  21. Гюнтер Х. Введение в курс спектроскопии ЯМР. Mосква: Мир, 1984. 478 с. (Günther H. NMR spectroscopy: an introduction. Chichester [Eng.]; New York: Wiley, 1980. 436 p.)
  22. Вилков Л.В., Пентин Ю.А. Физические методы исследования в химии. Резонансные и электрооптические методы. Москва: Высшая школа, 1989. 288 с.
  23. Priqueler J.R.L., Butler I.S., Rochon F.D. // Appl. Spectrosc. Rev. 2006. V. 41. № 3. P. 185.
  24. Khazipov O.V., Krasnyakova T.V., Nikitenko D.V., Merzlikina M.A., Khomutova E.V., Mitchenko S.A. // J. Organomet. Chem. 2018. V. 867. P. 333.
  25. Хазипов О.В., Мерзликина М.А., Никитенко Д.В., Хомутова Е.В., Краснякова Т.В., Митченко С.А. // Журнал общей химии. 2017. T. 87. № 1. C. 134. (Khazipov O.V., Merzlikina M.A., Nikytenko D.V., Khomutova E.V., Krasnyakova T.V., Mitchenko S.A. // Russ. J. Gen. Chem. 2017. V. 87. № 1. P. 128.)
  26. Wang T., Love J.A. // Organometallics. 2008. V. 27. № 13. P. 3290.
  27. Митченко С.А., Хазипов О.В., Краснякова Т.В. // Теоретическая и экспериментальная химия. 2012. Т. 48. № 4. С. 230. (Mitchenko S.A., Khazipov O.V., Krasnyakova T.V. // Theor. Exp. Chem. 2012. V. 48. № . 4. P. 246.)
  28. Mitchenko S.A., Khazipov O.V., Mitchenko E.S., Krasnyakova T.V. // J. Organomet. Chem. 2014. V. 752. P. 91.
  29. Howie R.A., Wardell J.L. // Acta Cryst. 2003. V. C59. P. m184.
  30. Митченко С.А., Хазипов О.В., Краснякова Т.В. // Известия Академии наук. Серия химическая. 2013, № 4. С. 984. (Mitchenko S.A., Khazipov O.V., Krasnyakova T.V. // Russ. Chem. Bull. 2013. V. 62. № 4. P. 984.)
  31. Ananikov V.P., Musaev D.G., Morokuma K. // Organometallics. 2005. V. 24. № 4. P. 715.
  32. Ananikov V.P., Musaev D.G., Morokuma K. // Eur. J. Inorg. Chem. 2007. P. 5390.
  33. Olivares A.M., Weix D.J. // J. Am. Chem. Soc. 2018. V. 140. № 7. P. 2446.
  34. Ackerman L.K.G., Lovell M.M., Weix D.J. // Nature. 2015. V. 524. № 7566. P. 454.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Типичный ¹H ЯМР-спектр реакционной смеси в системе Ptᴵᴵ–NaI–C₂H₃I–CH₃I–ацетон при 40°C; нумерация атомов водорода отражена в уравнении реакции (I) и на схеме 1.

Скачать (202KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Изменение во времени концентраций винилиодида (1), пропилена (2) и бутадиена (3), а также C₂H₃I в полулогарифмических координатах (4). Начальные концентрации: [MeI]₀ = 1.1 M; [Ptᴵᴵ]₀ = 0.01 М, [ViI]₀= 0.09 M; Т = 40°C.

Скачать (116KB)
Метаданные
4. (I)

Скачать (61KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Зависимость наблюдаемой константы kViI скорости расходования винилиодида от начальной загрузки катализатора [Ptᴵᴵ]₀: точки на графике отвечают экспериментальным значениям kViI, огибающая кривая – расчет по уравнению (1) при А = (6.2 ± 1.0) × 10⁻⁴ л моль⁻¹. ч⁻¹, B = (48 ± 10) л моль⁻¹.

Скачать (67KB)
Метаданные
6. Рис. 4. 2D HMQC(¹H–¹⁹⁵Pt)-спектр реакционной смеси в системе Ptᴵᴵ–NaI–C₂H₃I–CH₃I–ацетон, Т = 23°C.

Скачать (295KB)
Метаданные
7. Схема 1. Соотнесение параметров ЯМР-спектров и структуры метилвинильного биядерного комплекса платины. Иодидные лиганды в комплексах платины для простоты опущены.

Скачать (132KB)
Метаданные
8. Рис. 5. Фрагмент кинетики изменения концентрации интермедиата (1) и накопления продуктов реакции – бутадиена (2) и пропилена (3). Реакционные условия: Т = 23°C, начальные концентрации: [MeI]₀ = 1.3 M; [Ptᴵᴵ]₀ = 0.1 М, [ViI]₀= 0.62 M.

Скачать (100KB)
Метаданные
9. Схема 2. Стадийный механизм каталитических превращений в системе Ptᴵᴵ–NaI–C₂H₃I–CH₃I–ацетон: цикл I – C(sp²)–C(sp³)-сочетание, цикл II – C(sp²)–C(sp²)-сочетание. Иодидные лиганды в комплексах платины для простоты опущены.

Скачать (276KB)
Метаданные
10. Схема 3. Упрощенный механизм образования пропилена в системе Ptᴵᴵ–NaI–C₂H₃I–CH₃I–ацетон. Иодидные лиганды в комплексах платины для простоты опущены.

Скачать (62KB)
Метаданные
11. C(sp²)–C(sp³)

Скачать (24KB)
Метаданные
12. C(sp²)–C(sp²)

Скачать (21KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024