N-Heteroaryl Carbamates from Carbon Dioxide via Chemoselective Superbase Catalysis : Substrate Scope and Mechanistic Investigation
Publiceringsår
2023
Upphovspersoner
Mannisto, Jere K.; Pavlovic, Ljiljana; Heikkinen, Johannes; Tiainen, Tony; Sahari, Aleksi; Maier, Norbert M.; Rissanen, Kari; Nieger, Martin; Hopmann, Kathrin H.; Repo, Timo
Abstrakt
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.
Visa merOrganisationer och upphovspersoner
Helsingfors universitet
Sahari Aleksi
Mannisto Jere K.
Heikkinen Johannes
Nieger Martin
Maier Norbert M.
Repo Timo
Tiainen Tony
Publikationstyp
Publikationsform
Artikel
Moderpublikationens typ
Tidning
Artikelstyp
En originalartikel
Målgrupp
VetenskapligKollegialt utvärderad
Kollegialt utvärderadUKM:s publikationstyp
A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskriftPublikationskanalens uppgifter
Journal
Moderpublikationens namn
Förläggare
Volym
13
Sidor
11509-11521
ISSN
Publikationsforum
Publikationsforumsnivå
3
Öppen tillgång
Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst
Ja
Öppen tillgång till publikationskanalen
Delvis öppen publikationskanal
Parallellsparad
Ja
Övriga uppgifter
Vetenskapsområden
Kemi
Nyckelord
[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]
Publiceringsland
Förenta staterna (USA)
Förlagets internationalitet
Internationell
Språk
engelska
Internationell sampublikation
Ja
Sampublikation med ett företag
Nej
DOI
10.1021/acscatal.3c02362
Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling
Ja