Controlled Single-Electron Transfer via Metal–Ligand Cooperativity Drives Divergent Nickel-Electrocatalyzed Radical Pathways
作者:Anna Wuttig、Jeffrey S. Derrick、Matthias Loipersberger、Andrew Snider、Martin Head-Gordon、Christopher J. Chang、F. Dean Toste
DOI:10.1021/jacs.1c01487
日期:2021.5.12
Electrocatalysis enables the construction of C–C bonds under mild conditions via controlled formation of carbon-centered radicals. For sequences initiated by alkyl halide reduction, coordinatively unsaturated Ni complexes commonly serve as single-electron transfer agents, giving rise to the foundational question of whether outer- or inner-sphere electron transfer oxidative addition prevails in redox mediation
电催化通过控制碳中心自由基的形成,能够在温和条件下构建 C-C 键。对于由卤代烷还原引发的序列,配位不饱和镍络合物通常用作单电子转移剂,从而产生了氧化还原介导中外层电子转移氧化加成还是内层电子转移氧化加成占主导地位的基本问题。事实上,电化学过程的合理设计需要区分这两种电子转移途径,因为它们会对底物键活化速率产生巨大影响,从而影响自由基生成速率和下游产物选择性。我们提出了综合合成、电分析和计算研究的结果,这些研究检查了镍金属-配体协同作用赋予的单电子转移到烷基卤化物的机制差异。电生成的还原镍物种,通过氧化还原活性 tpyPY2Me 聚吡啶基配体上的离域自旋密度来稳定,通过外层电子转移激活烷基碘,从而可以选择性地激活烷基碘底物而不是卤素原子供体,并控制电生成物的生成和封存部首。相比之下,具有氧化还原无害五吡啶同系物的Ni络合物由于纯金属定域自旋而以内球方式激活底物,从而以不加区别的方式激活底物