通过密度泛函理论计算研究了
铑催化的醛和
丙二烯的高度区域选择性 1:2 偶联。计算了完整的自由能曲线,并评估了几种可能的反应途径。结果表明,能量上最合理的催化循环是由两个
丙二烯的
氧化偶联引发的,这被发现是整个反应的速率决定步骤。重要的是,能够同时采用 η(3) 和 η(1) 构型的 Rh-
烯丙基配合物被确定为存在于整个催化循环中的关键
中间体,对反应的选择性具有深远的影响。计算再现并合理化了实验观察到的选择性,并解释了当
催化剂前体从 [RhCl(nbd)]2 (nbd = 降
冰片二
烯) 变为含有非配位反离子 ([Rh(cod )2X];X = OTf、
BF4、PF6;cod =
1,5-环辛二烯)。事实证明,反应的总体选择性受几个基本步骤的固有选择性的组合控制,并且当
催化剂改变时,决定选择性步骤的机制和性质都会发生变化。