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Knorr, Johannes ; Sokkar, Pandian ; Costa, Paolo ; Sander, Wolfram ; Sanchez-Garcia, Elsa ; Nuernberger, Patrick

How protic solvents determine the reaction mechanisms of diphenylcarbene in solution

Knorr, Johannes, Sokkar, Pandian, Costa, Paolo , Sander, Wolfram, Sanchez-Garcia, Elsa und Nuernberger, Patrick (2019) How protic solvents determine the reaction mechanisms of diphenylcarbene in solution. The Journal of Organic Chemistry 84 (18), S. 11450-11457.

Veröffentlichungsdatum dieses Volltextes: 22 Mrz 2021 14:34
Artikel
DOI zum Zitieren dieses Dokuments: 10.5283/epub.45244


Zusammenfassung

We investigate the effects of small admixtures of protic solvent molecules, such as water and alcohols, on the ultrafast dynamics of diphenylcarbene in acetonitrile at room temperature. Broadband transient absorption measurements and quantum mechanics/molecular mechanics molecular dynamics simulations allow elucidating the dominant reaction mechanism of an intermediate hydrogen-bonded complex ...

We investigate the effects of small admixtures of protic solvent molecules, such as water and alcohols, on the ultrafast dynamics of diphenylcarbene in acetonitrile at room temperature. Broadband transient absorption measurements and quantum mechanics/molecular mechanics molecular dynamics simulations allow elucidating the dominant reaction mechanism of an intermediate hydrogen-bonded complex between singlet diphenylcarbene and a protic solvent molecule, thus competing with intersystem crossing. Analysis of the data indicates that complex formation is a diffusion-controlled process with orientational requirements. The reaction path involving a benzhydryl cation is less likely in neat bulkier alcohols, as it requires the interaction of the carbene with a protic solvent molecule being part of a hydrogen-bonded network. The simulations indicate a further reaction path toward O-H insertion and two side reactions depending on the involved protic solvent species. Thus, we established that not only the number but also the chemical nature of the protic solvent molecule determine which reaction path is pursued.



Beteiligte Einrichtungen


Details

DokumentenartArtikel
Titel eines Journals oder einer ZeitschriftThe Journal of Organic Chemistry
Verlag:AMER CHEMICAL SOC
Ort der Veröffentlichung:WASHINGTON
Band:84
Nummer des Zeitschriftenheftes oder des Kapitels:18
Seitenbereich:S. 11450-11457
Datum2019
Zusätzliche Informationen (Öffentlich)Über den Link https://pubs.acs.org/articlesonrequest/AOR-bgA7KvHSXZK8REesE7TE ist nach Login mit ACS ID und Passwort (evtl. kurze Registrierung nötig, falls noch kein Account vorhanden) ein kostenloser Zugriff auf den Volltext (ohne VPN o. ä.) möglich
InstitutionenChemie und Pharmazie > Institut für Physikalische und Theoretische Chemie > Lehrstuhl für Physikalische Chemie I > Prof. Dr. Patrick Nürnberger
Identifikationsnummer
WertTyp
10.1021/acs.joc.9b01228DOI
Stichwörter / KeywordsEXCITED TRIPLET DIPHENYLCARBENE; GENERAL FORCE-FIELD; DIFFUSION-CONTROLLED REACTION; AUXILIARY BASIS-SETS; PICOSECOND LASER; MOLECULAR-DYNAMICS; SINGLET; INTERCONVERSION; PHOTOCHEMISTRY; AUTOMATION;
Dewey-Dezimal-Klassifikation500 Naturwissenschaften und Mathematik > 540 Chemie
StatusVeröffentlicht
BegutachtetJa, diese Version wurde begutachtet
An der Universität Regensburg entstandenZum Teil
Dokumenten-ID45244

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