DFT Studies on Cobalt-Catalyzed Cyclotrimerization Reactions: The Mechanism and Origin of Reaction Improvement under Microwave Irradiation

Authors

  • Antonio M. Rodriguez,

    1. Departamento de Química Inorgánica, Orgánica y Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real (Spain), Fax: (+34) 926-295318
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  • Cristina Cebrián,

    1. Departamento de Química Inorgánica, Orgánica y Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real (Spain), Fax: (+34) 926-295318
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  • Dr. Pilar Prieto,

    Corresponding author
    1. Departamento de Química Inorgánica, Orgánica y Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real (Spain), Fax: (+34) 926-295318
    • Departamento de Química Inorgánica, Orgánica y Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real (Spain), Fax: (+34) 926-295318
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  • Dr. José Ignacio García,

    Corresponding author
    1. Departamento Química Orgánica, Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea, CSIC-Universidad de Zaragoza, C/Pedro Cerbuna, 12 50009 Zaragoza (Spain), Fax: (+34) 976-762271
    • Departamento Química Orgánica, Instituto de Síntesis Química y Catálisis Homogénea, CSIC-Universidad de Zaragoza, C/Pedro Cerbuna, 12 50009 Zaragoza (Spain), Fax: (+34) 976-762271
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  • Prof. Antonio de la Hoz,

    1. Departamento de Química Inorgánica, Orgánica y Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real (Spain), Fax: (+34) 926-295318
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  • Prof. Ángel Díaz-Ortiz

    1. Departamento de Química Inorgánica, Orgánica y Bioquímica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Castilla-La Mancha, Avenida Camilo José Cela s/n, 13071 Ciudad Real (Spain), Fax: (+34) 926-295318
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Abstract

A DFT computational mechanistic study of the [2+2+2] cyclotrimerization of a diyne with benzonitrile, catalyzed by a cobalt complex, has been carried out. Three alternative catalytic cycles have been examined together with the precatalytic step (responsible for the induction period). The favored mechanism takes place by means of an intramolecular metal-assisted [4+2] cycloaddition. The beneficial role of microwave activation has been studied. It is concluded that microwave irradiation can decrease the catalytic induction period through thermal effects and can also increase the triplet lifetime and promote the reaction, thus improving the final yield.

Ancillary