Dokument: Hydrogen Activation by a σσ*-Carbene Through Quantum Tunneling

Titel:Hydrogen Activation by a σσ*-Carbene Through Quantum Tunneling
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URN (NBN):urn:nbn:de:hbz:061-20260402-111046-8
Kollektion:Publikationen
Sprache:Englisch
Dokumententyp:Wissenschaftliche Texte » Artikel, Aufsatz
Medientyp:Text
Autoren: Meisner, Jan [Autor]
Bhagat, Virinder [Autor]
Wagner, J. Philipp [Autor]
Dateien:
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Dateien vom 02.04.2026 / geändert 02.04.2026
Beschreibung:The electronic structure of carbenes arises from the occupation of a σ and a π frontier orbital. While parent methylene possesses a triplet ground state (σ1π1), substituents are capable of stabilizing the singlet as the ground state (σ2π0 or σ0π2) by altering the frontier orbital energies. Here, we reveal that the 1,2[I]-shift isomer of 2-iodopyridine, the N-iodo Hammick intermediate, features a resonance between its carbene σ and N–I bond σ* orbitals, rendering them frontier orbitals. This singlet carbene is efficiently generated via UV photolysis of 2-iodopyridine in solid neon at 4.4 K and reacts with molecular hydrogen – but not deuterium – via N–I bond cleavage enabled by quantum tunneling. Instanton theory computations demonstrate the preference for a concerted hydrogen addition mechanism at elevated temperatures, while hydrogen atom abstraction dominates below 100 K despite a higher kinetic barrier for this process. Our findings introduce an unprecedented carbene class, unlocking new opportunities for reactivity and electronic structure explorations.
Rechtliche Vermerke:Originalveröffentlichung:
Bhagat, V., Meisner, J., & Wagner, J. P. (2025). Hydrogen Activation by a σσ*-Carbene Through Quantum Tunneling. Journal of the American Chemical Society, 147(39), 35275–35282. https://doi.org/10.1021/jacs.5c06016
Lizenz:Creative Commons Lizenzvertrag
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Fachbereich / Einrichtung:Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät
Dokument erstellt am:02.04.2026
Dateien geändert am:02.04.2026
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