N-Heteroaryl Carbamates from Carbon Dioxide via Chemoselective Superbase Catalysis : Substrate Scope and Mechanistic Investigation
Julkaisuvuosi
2023
Tekijät
Mannisto, Jere K.; Pavlovic, Ljiljana; Heikkinen, Johannes; Tiainen, Tony; Sahari, Aleksi; Maier, Norbert M.; Rissanen, Kari; Nieger, Martin; Hopmann, Kathrin H.; Repo, Timo
Tiivistelmä
We report a mild superbase-catalyzed and nitrogen-selective carboxylation of N-heteroaryls, with subsequent alkylation enabling the synthesis of drug-like O-alkyl carbamates in good yields (av. 86%). Our findings suggest a partial revision of the current mechanistic understanding as superbases upon mixing with indoles and azoles generally form uncharged hydrogen-bonded complexes and not ionic salts as previously proposed. However, when these complexes are exposed to CO2, carbamate salts are formed. These can be categorized into two subgroups, stable and fluxional carbamate salts, where the latter undergo fast and reversible CO2 exchange, thus being poor substrates for alkylation. Experiments and DFT calculations indicate that the fluxional behavior is primarily caused by substrate-specific electronic destabilization effects. The degree of destabilization depends on the number of nitrogen atoms within and the functional group substitution on the heterocyclic ring structures. Fluxionality can be compensated for by the use of lower temperatures and/or higher CO2 pressures as both measures stabilize the carbamate salts sufficiently, enabling subsequent alkylation.
Näytä enemmänOrganisaatiot ja tekijät
Helsingin yliopisto
Sahari Aleksi
Mannisto Jere K.
Heikkinen Johannes
Nieger Martin
Maier Norbert M.
Repo Timo
Tiainen Tony
Julkaisutyyppi
Julkaisumuoto
Artikkeli
Emojulkaisun tyyppi
Lehti
Artikkelin tyyppi
Alkuperäisartikkeli
Yleisö
TieteellinenVertaisarvioitu
VertaisarvioituOKM:n julkaisutyyppiluokitus
A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessäJulkaisukanavan tiedot
Lehti
Emojulkaisun nimi
Kustantaja
Volyymi
13
Sivut
11509-11521
ISSN
Julkaisufoorumi
Julkaisufoorumitaso
3
Avoin saatavuus
Avoin saatavuus kustantajan palvelussa
Kyllä
Julkaisukanavan avoin saatavuus
Osittain avoin julkaisukanava
Rinnakkaistallennettu
Kyllä
Muut tiedot
Tieteenalat
Kemia
Avainsanat
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Julkaisumaa
Yhdysvallat (USA)
Kustantajan kansainvälisyys
Kansainvälinen
Kieli
englanti
Kansainvälinen yhteisjulkaisu
Kyllä
Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa
Ei
DOI
10.1021/acscatal.3c02362
Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen
Kyllä