DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise...

33
NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 1 SUPPLEMENTARY INFORMATION DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters in the Analysis of Asymmetric Catalytic Reactions Kaid C. Harper, Elizabeth N. Bess, Matthew S. Sigman Table of Contents General Information S2 Steric Parameters S3 NHK Allylation of Benzaldehyde Data S5 Model Development for the Allylation of Benzaldehyde S6 NHK Allylation of Acetophenone Data S10 Model Development for the Allylation of Acetophenone S11 The Desymmetrization of Bisphenol Data S15 Model Determination for the Desymmetrization of Bisphenols S16 NHK Allylation of Benzaldehyde Data Using the Oxazoline Proline Ligand Library S20 Attempts at Model Determination for the NHK Allylation of Benzaldehyde Using the Oxazoline Proline Ligand Library S21 Principal Component Analysis for the Allylation of Benzaldehyde Using the Oxazoline Proline Ligand Library S25 NHK Propargylation of Acetophenone Data S26 Model Determination for the Propargylation of Acetophenone S27 Principal Component Analysis for the Propargylation of Acetophenone S32 References S33 © 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Transcript of DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise...

Page 1: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 1

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Multidimensional Steric Parameters in the Analysis of Asymmetric Catalytic Reactions 

Supporting Information 

 

Kaid C. Harper, Elizabeth N. Bess, Matthew S. Sigman 

Table of Contents 

General Information                     S2 

Steric Parameters                    S3 

NHK Allylation of Benzaldehyde Data                S5 

Model Development for the Allylation of Benzaldehyde            S6 

NHK Allylation of Acetophenone Data                S10 

Model Development for the Allylation of Acetophenone           S11 

The Desymmetrization of Bisphenol Data              S15 

Model Determination for the Desymmetrization of Bisphenols          S16 

NHK Allylation of Benzaldehyde Data Using the Oxazoline  

Proline Ligand Library                    S20 

Attempts at Model Determination for the NHK Allylation of  

Benzaldehyde Using the Oxazoline Proline Ligand Library          S21 

Principal Component Analysis for the Allylation of Benzaldehyde  

Using the Oxazoline Proline Ligand Library              S25 

NHK Propargylation of Acetophenone Data              S26 

Model Determination for the Propargylation of Acetophenone          S27 

Principal Component Analysis for the Propargylation of Acetophenone        S32 

References                      S33 

Multidimensional Steric Parameters in the Analysis of Asymmetric Catalytic Reactions 

Supporting Information 

 

Kaid C. Harper, Elizabeth N. Bess, Matthew S. Sigman 

Table of Contents 

General Information                     S2 

Steric Parameters                    S3 

NHK Allylation of Benzaldehyde Data                S5 

Model Development for the Allylation of Benzaldehyde            S6 

NHK Allylation of Acetophenone Data                S10 

Model Development for the Allylation of Acetophenone           S11 

The Desymmetrization of Bisphenol Data              S15 

Model Determination for the Desymmetrization of Bisphenols          S16 

NHK Allylation of Benzaldehyde Data Using the Oxazoline  

Proline Ligand Library                    S20 

Attempts at Model Determination for the NHK Allylation of  

Benzaldehyde Using the Oxazoline Proline Ligand Library          S21 

Principal Component Analysis for the Allylation of Benzaldehyde  

Using the Oxazoline Proline Ligand Library              S25 

NHK Propargylation of Acetophenone Data              S26 

Model Determination for the Propargylation of Acetophenone          S27 

Principal Component Analysis for the Propargylation of Acetophenone        S32 

References                      S33 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 2: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 2

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

General Information 

All  data  used  in  this  report  were  previously  reported,  and  the  reader  is  directed  to  the  primary publications for information regarding ligand characterization, ligand synthesis, reaction conditions and other reaction outcomes.  Information regarding the Nozaki‐Hiyama‐Kishi allylation of benzaldehyde and acetophenone can be found in SI references 1 &2.1,2  Information regarding the desymmetrization of bis‐phenols  can be  found  in  SI  references 3 & 4.3,4    Information  regarding  the 3D  library  for  the Nozaki‐Hiyama‐Kishi  reactions  can be  found  in  SI  reference 5.5    Information  regarding  the propargylation of ketones can be found in SI reference 6.6 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 3: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 3

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Steric Parameters 

Table S1.  Literature values for the substituents used in this report. 

Substituent  Interference (kcal/mol) 

A (kcal/mol)  Charton  Molar 

Refractivity  Sterimol B1  Sterimol B5 

Sterimol L 

H  0.956  0  0  0.1  1  1  1.52 Me  9.7275  1.7  0.52  0.57  1.52  2.04  2.87 Et  1.8  0.56  1.03  1.52  3.17  4.11 Ph  7.911  2  0.57  2.54  1.71  3.11  6.28 i‐Pr  12.57  2.1  0.76  1.5  1.9  3.17  4.11 Cy  2.2  0.87  2.67  1.91  3.49  6.17 t‐Bu  18.308  4.4  1.24  1.97  2.6  3.17  4.11 

CH2t‐Bu  2  1.34  1.52  4.18  4.89 meIpr  0.98  1.52  4.45  4.92 CHEt2  1.51  2.13  4.01  4.72 1‐Ad  1.33  3.16  3.49  6.17 Cet3  2.38  2.94  4.18  4.92 CHPr2  1.54  1.9  4.54  6.17 Bn  0.7  1.52  6.02  4.62 

Mean Value  9.89  2.03  0.73  1.48  1.86  3.57  4.68 

Std. Deviation  6.36  1.19  0.43  0.98  0.40  1.19  1.35 

 

Table S1 lists the literature values for the steric parameters found in this report.  More extensive lists of parameters can be obtained from References 7‐16.7‐16  For our purposes of comparison, the parameters were normalized according to the definition: 

XN = (X – Xave) / sx 

Where XN is the normalized value, X is the literature value, Xave is the mean value for the range of X, and sx is the standard deviation for the range in X.   Using this equation, the Tables S2 and S3 were obtained, which were reported in the text. 

Table S2.  Normalization scores for small substituents in several parameters. 

Substituent  Interference (kcal/mol)  A (kcal/mol)  Charton   Molar 

Refractivity H  ‐1.405  ‐1.523  ‐1.710  ‐1.417 

Me  ‐0.026  ‐0.360  ‐0.496  ‐0.935 

Et  ‐0.338  ‐0.403  ‐0.464 

Ph  ‐0.312  ‐0.601  ‐0.379  1.083 

i‐Pr  0.421  0.016  0.064  0.018 

Cy  ‐0.338  0.321  1.216 

t‐Bu  1.323  0.777  1.185  0.499 

CH2t‐Bu  ‐0.338  1.418 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 4: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 4

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Table S3.  Comparison of Normalized Charton parameters and Sterimol B1 parameters. 

Substituent  Charton   Sterimol B1 

H  ‐1.710  ‐2.143 

Me  ‐0.496  ‐0.847 

Et  ‐0.403  ‐0.847 

Ph  ‐0.379  ‐0.374 

i‐Pr  0.064  0.100 

Cy  0.321  0.125 

t‐Bu  1.185  1.844 

CH2t‐Bu  1.418  ‐0.847 

meIpr  0.578  ‐0.847 

CHEt2  1.815  0.673 

1‐Ad  1.395  3.239 

Cet3  3.847  2.691 

CHPr2  1.885  0.100 

Bn  ‐0.076  ‐0.847 

 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 5: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 5

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

NHK Allylation of Benzaldehyde Data 

Figure S1.  The NHK allylation of benzaldehyde using Oxazoline‐Proline ligand series 1. 

 

Table S4.  Data gathered in the NHK allylation of benzaldehyde using conditions in Fig. S1.  

X Group Major 

Enantiomer Minor 

Enantiomer  ΔΔG‡ Me  60  40  0.245 Et  66  34  0.382 i‐Pr  82  18  0.913 tBu  96  4  1.854 

CH(Pr)2  73  27  0.598 CEt3  92  8  1.411 

CH(iPr)2  77  23  0.730 1‐Ad  96  4  1.854 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 6: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 6

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Model De

  Tha version The raw dand meas

Table S5. 

Matrices XNext, the the prom

Figure S2

Fig. S2 shothe upper

evelopment f

he benzaldehthat containsdata was comsured respons

 Matrix form

X and Y werestepwise solvpt window sh

.  The stepwis

ows the coeffr right box an

for the Allylat

hyde Sterimols the statisticspiled into nuse, respective

atting of the 

Y Group Me Et i‐Pr tBu 

CH(Pr)2 CEt3 

CH(iPr)2 1‐Ad 

input into thver was initiahown in Fig. X

se regression

ficients for ead also indicat

tion of Benza

 model was ds toolbox is remeric matriceely, as shown 

benzaldehyd

MaB1 1.521.521.92.61.9

2.942.083.16

he Matlab™ soted using theXX.   

prompt. 

ach term (X1, tes whether e

aldehyde 

derived using equired to aces X and Y accin Table S5.

e data. 

atrix X B5  L2.04 23.17 43.17 43.17 44.54 64.18 44.19 43.49 6

oftware usinge command “s

X2, and X3 coeach term is (

Matlab™ sofccess the stepcording to lig

MatL  ΔΔ2.87 0.24.11 0.34.11 0.94.11 1.86.17 0.54.92 1.44.12 0.76.17 1.8g X = [Matrix Xstepwise(X,Y)

orrespond to(blue) or is no

ftware.  The spwise linear regand substitue

trix Y ΔG‡ 2454 3818 9135 8543 5977 4106 7300 8543 X] and Y = [M)”.  This comm

o B1, B5, and ot (red) includ

student versioegression tooent paramete

Matrix Y] notatmand produce

L, repsectivelded in the cur

on or ol.  ers 

tions.  ed 

 

y) in rrent 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 7: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 7

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

model.  Fivalue, as wright box.box is a hclicking ondisplay sh

Figure S3

In Fig. S3,model. Thcoefficiensubjectedthe L termindicator)

Figure S4

ig. S2 also showell as select  With no teristory of the vn each term ihown in Fig. S

.  Initial iterat

 note that all he “Model Hisnts are estimad to t‐ and p‐tm is insignifica).  Removal of

.  Second iter

ows that no tted relevant sms included ivalues of the n the upper r3. 

tion in the be

of the termsstory” now haated for the Bests to measuant and shoulf this term lea

ation in the b

erms are inclstatistics, for tin the model,root‐mean‐sright hand bo

nzaldehyde r

 are shown inas 4 points foB1, B5 and L teure their signld be eliminatads to the mo

benzaldehyde

uded into thethe model giv these statistquare error (ox, each term 

regression. 

n blue, which or the separaterms in the uificance in thted from the odel shown in

e regression.

e model.  Theven by the blutics are meanRMSE) of eacis incorporat

means all terte inclusion opper right hahe model at hmodel (as prn Fig. S4.   

e center box gue coefficientingless in Fig.ch model calcted into the m

rms are incluf each of the and box.  Thesand.  These sompted by th

gives the intets in the uppe. S2.  The botculated.  By model to give 

ded in the prthree terms.se values are statistics showhe “Next Step

rcept er tom 

the 

 

esent   The 

w that p” 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 8: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 8

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Fig. S4 shomodel pro

Figure S5

Fig. S5 sho

Using this

ows the modompts us to e

.  Final iterati

ows the mod

s model, each

el that excludeliminate the 

on for the be

el that contai

h of the synth

des the L termB5 term.   

enzaldehyde r

ins only the B

ΔΔG‡ = ‐1.

etic ligands’ e

m.  Again, ana

regression. 

B1 term and a

068 + 0.938 B

enantioselect

alysis of the st

an intercept v

B1  (1) 

tivities were p

tatistical mea

value shown i

predicted (Ta

asures for this

n Eq. 1. 

ble S6). 

 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 9: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 9

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Table S6.  Comparison of experimentally measured and predicted (from Eq. 1) enantioselectivities for the NHK allylation of benzaldehyde. 

Measured ΔΔG‡ 

Predicted ΔΔG‡ 

0.245  0.359 0.382  0.359 0.913  0.715 1.854  1.372 0.598  0.715 1.411  1.691 0.730  0.884 1.854  1.897 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 10: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 10

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

NHK Allylation of Acetophenone Data 

Figure S6.  Standard conditions for the NHK allylation of acetophenone. 

 

Table S7.  Raw data for the allylation of acetophenone. 

Y Group  Enantiomer 1  Enantiomer 2  ΔΔG‡ Me  25  75  ‐0.650 Et  24  76  ‐0.680 i‐Pr  38  62  ‐0.300 tBu  69  31  0.470 

CH(Pr)2  38  62  ‐0.300 CEt3  62  38  0.280 

CH(iPr)2  55  45  0.120 1‐Ad  72  28  0.566 

 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 11: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 11

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Model Development for the Allylation of Acetophenone 

The acetophenone Sterimol model was derived using Matlab™ software.  The student version, or a version which contains the statistics toolbox, is required to access the stepwise linear regression tool.  The raw data was compiled into numeric matrices X and Y according to ligand substituent parameters and measured response, respectively, as shown in Table S8. 

Table S8.  Matrix format for the allylation of acetophenone data. 

Matrix X  Matrix Y Y Group  B1  B5  L  ΔΔG‡ Me  1.52 2.04 2.87 ‐0.650 Et  1.52 3.17 4.11 ‐0.680 i‐Pr  1.9 3.17 4.11 ‐0.300 tBu  2.6 3.17 4.11 0.470 

CH(Pr)2  1.9 4.54 6.17 ‐0.300 CEt3  2.94 4.18 4.92 0.280 

CH(iPr)2  2.08 4.19 4.12 0.120 1‐Ad  3.16 3.49 6.17 0.566 

 

Matrices X and Y were input into the Matlab™ software using X = [Matrix X] and Y = [Matrix Y] notations.  Then the stepwise solver was initiated using the command “stepwise(X,Y)”.  This command prodcued the prompt window shown in Fig. S7.   

Figure S7.  Initial regression command prompt.

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 12: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 12

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

This promrespectiveincluded igives the coefficienin Fig. S7. model calthe mode

Figure S8

mpt shows theely) in the upin the currentintercept valunts in the upp The bottomlculated. By cel to give the d

.  Initial aceto

e coefficients per right box t model.  Fig. ue as well as er right box. W box is a histolicking on eacdisplay shown

ophenone iter

for each termand also indiS7 shows thaselected releWith no termory of the valch term in then in Fig. S8. 

ration. 

m (X1, X2, andicates whetheat no terms avant statistic

ms included inues of the rooe upper right 

d X3 correspoer each term re included ins for the modn the model, tot‐mean‐squahand box, ea

ond to B1, B5is (blue) or isnto the modedel given by tthese statisticare error (RMach term is in

, and L, s not (red) el.  The centehe blue cs are meaninMSE) of each corporated in

 

r box 

ngless 

nto 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 13: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 13

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

In Fig. S3,present mterms.  Thvalues areshows tha“Next Ste

Figure S9

 note that all model. The mohe coefficiente also subjectat the B5 termp” indicator).

.  Second ace

the terms arodel history nts are estimatted to t‐ and pm is insignifica.  Removal of 

tophenone it

e shown in bnow has 4 poited for the B1p‐tests to meant and shouthis term lea

teration. 

lue, which meints for the se1, B5 and L teasure their sild be eliminatads to the mo

eans that all teparate inclusrms in the upignificance inted from the odel shown in

terms are incsion of each opper right han the model atmodel (as pr Fig. S9.   

cluded in the of the three nd box.  Theset hand.  This rompted by th

he 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 14: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 14

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Fig. S9 shoreflects ththat the L

Figure S10

Fig. S10 gmodel staterm, whi

Using Eq. the measu

Table S9. acetophe

 

ows the B5 tehe changes inL term is insig

0.  Final iterat

ives the final atistics with eich produce E

2, the enantiured values (T

 Experimentanone. 

erm in red ind coefficient vnificant and s

tion in the m

model after txclusion of thEq. 2. 

ioselectivitiesTable S9). 

ally measured

dicating that ivalues that acshould be elim

odeling of the

the exclusionhe L term.  Th

ΔΔG‡ = ‐1

s for each of t

d values comp

MeasureΔΔG‡

‐0.650‐0.680‐0.3000.470‐0.3000.2800.1200.566

it has been excompany excminated from

e acetopheno

n of the L termhe only remai

1.67 + 0.73 B

the synthetic 

pared to valu

ed  PredΔΔ‐0.5‐0.5‐0.20.2‐0.20.4‐0.10.6

xcluded fromclusion of them the model.  

one data. 

m.  There is signing terms ar

1  (2) 

ligands were

es calculated

icted ΔG‡ 560 560 283 228 283 476 152 637 

m the model ate B5 term.  Fig 

gnificant impre the offset t

e predicted an

d from Eq. 2 in

t hand.  It alsg. S9 also sho

provement in term and the

nd compared 

n the allylatio

o ws 

the e B1 

with 

on of 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 15: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 15

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

The Desymmetrization of Bisphenol Data 

Figure S11.  Standard conditions for the desymmetrization reaction. 

 

Table S10.  Desymmetrization data with replicate runs. 

R Group Major 

Entantiomer Minor 

Enantiomer  ΔΔG‡ Me  76  24  0.543 Et  78  22  0.596 Ph  75  25  0.517 Bn  71  29  0.421 iPr  87  13  0.895 tBu  97.5  2.5  1.724 Cy  83  17  0.746 

CH2tBu  77.5  22.5  0.582 CHEt2  92  8  1.150 CH2iPr  67  33  0.333 CHPh2  84  16  0.780 1‐Ad  97.5  2.5  1.724 Me  76  24  0.543 Et  78.5  21.5  0.610 Ph  74.5  25.5  0.505 Bn  72.5  27.5  0.456 iPr  86.5  13.5  0.874 tBu  97.5  2.5  1.724 Cy  81.5  18.5  0.698 

CH2tBu  77.5  22.5  0.582 CHEt2  91  9  1.089 CH2iPr  68.5  31.5  0.366 CHPh2  86  14  0.854 1‐Ad  97.3  2.7  1.687 

 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 16: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 16

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Model Determination for the Desymmetrization of Bisphenols 

The desymmetrization Sterimol model was derived using Matlab™ software.  The student version, or a version which contains the statistics toolbox, is required to access the stepwise linear regression tool. The raw data was compiled into numeric matrices X and Y according to ligand substituent parameters and measured response, respectively, as shown in Table S11. 

Table S11.  Matrix format for the desymmetrization data. 

Matrix X  Matrix Y 

R Group  B1  B5  L  ΔΔG‡ Me  1.52  2.04  2.87  0.543 Et  1.52  3.17  4.11  0.596 Ph  1.71  3.11  6.28  0.517 Bn  1.52  6.02  4.62  0.421 iPr  1.9  3.17  4.11  0.895 tBu  2.6  3.17  4.11  1.724 Cy  1.91  3.49  6.17  0.746 

CH2tBu  1.52  4.18  4.89  0.582 CHEt2  2.13  4.01  4.72  1.150 CH2iPr  1.52  4.45  4.92  0.333 CHPh2  2.01  6.02  5.15  0.780 1‐Ad  3.16  3.49  6.17  1.724 Me  1.52  2.04  2.87  0.543 Et  1.52  3.17  4.11  0.610 Ph  1.71  3.11  6.28  0.505 Bn  1.52  6.02  4.62  0.456 iPr  1.9  3.17  4.11  0.874 tBu  2.6  3.17  4.11  1.724 Cy  1.91  3.49  6.17  0.698 

CH2tBu  1.52  4.18  4.89  0.582 CHEt2  2.13  4.01  4.72  1.089 CH2iPr  1.52  4.45  4.92  0.366 CHPh2  2.01  6.02  5.15  0.854 1‐Ad  3.16  3.49  6.17  1.687 

Matrices X and Y were input into the Matlab™ software using X = [Matrix X] and Y = [Matrix Y] notations.  The stepwise solver was initiated using the command “stepwise(X,Y)”.  This command produced the prompt window shown in Fig. S12.   

Figure S12.  Initial stepwise regression prompt. 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 17: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 17

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

This promrespectivein the curintercept upper righ

With no thistory ofterm in thFig. S13. 

Figure S13

mpt shows theely) in the uprent model.  value, as welht box.   

erms includef the values ofhe upper right

3.  Initial inclu

e coefficients per right box Fig. S12 showll as selected 

d in the modef the root‐met hand box, e

usive model f

for each termand also indi

ws that no terrelevant stat

el, these statean‐square erach term is in

for the desym

m (X1, X2, andicates whetherms are includistics for the 

istics are mearror (RMSE) oncorporated i

mmetrization 

d X3 correspoer the term isded in the momodel given 

aningless in Fof each modeinto the mod

reaction. 

ond to B1, B5s (blue) or is nodel.  The cenby the blue c

Fig. S12.  The l calculated. Bel to give the

, and L, not (red) inclunter box givescoefficients in

bottom box iBy clicking one display show

 

uded s the n the 

s a n each wn in 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 18: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 18

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

In Fig. S14present mterms.  Thvalues arestatistics sby the “N

Figure S14

4, note that amodel. The mohe coefficiente subjected toshow that theext Step” ind

4.  First and f

ll the terms aodel history nts are estimato t‐ and p‐tese B5 term is iicator).  Rem

inal iteration 

are shown in bnow has 4 poited for the B1ts to measurensignificant aoval of this te

of the desym

blue, which mints for the se1, B5 and L tee their signifiand should beerm leads to t

mmetrization 

means that aleparate inclusrms in the upcance in the e eliminated fthe model sh

model. 

l terms are insion of each opper right hanmodel at hanfrom the modhown in Fig. S

ncluded in theof the three nd box.  Thesend.  These del (as promp14.   

 

pted 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 19: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 19

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Exclusion of the B5 term leads to the model with the highest degree of statistical significance shown in Eq. 3.   

ΔΔG‡ = ‐0.417 + 0.928 B1 – 0.110 L (3) 

 Using this model, predictions were calculated for all the synthetic substrates, generating the data in Table S12. 

Table S12.  Experimentally measured values compared to those given by Eq. 3 for the desymmetrization reaction. 

Measured ΔΔG‡ 

Predicted ΔΔG‡ 

0.543  0.680 0.596  0.544 0.517  0.483 0.421  0.488 0.895  0.897 1.724  1.547 0.746  0.681 0.582  0.458 1.150  1.044 0.333  0.455 0.780  0.885 1.724  1.841 0.543  0.680 0.610  0.544 0.505  0.483 0.456  0.488 0.874  0.897 1.724  1.547 0.698  0.681 0.582  0.458 1.089  1.044 0.366  0.455 0.854  0.885 1.687  1.841 

 

 

 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 20: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 20

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

NHK Allylation of Benzaldehyde Data Using the Oxazoline Proline Ligand Library *** 

Figure S15.  Standard conditions for the allylation of benzaldehyde. 

 

For the complete data set, refer to previously published work.6 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 21: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 21

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Attempts at Model Determination for the NHK Allylation of Benzaldehyde Using the Oxazoline Proline Ligand Library  

Because the data analyzed herein was generated prior to our conception of applying modeling techniques to determine an optimized ligand, only those data points representing an evenly spaced data spread were included in the matrices for model determination. Table S13 presents all experimental ΔΔG‡values, averaged over two runs, and Sterimol parameters for the substituent combinations evaluated. Substituent combinations highlighted in yellow are those used for model determination.  Table S13. Full data set for NHK allylation of benzaldehyde. 

Substituent Combination a,b  XB1 XB5 XL YB1 YB5 YL

Measured ΔΔG‡ 

HM  1  1  2.06  1.52 2.04  2.87  0.0000 HE  1  1  2.06  1.52 3.17  4.11  0.3004 HI  1  1  2.06  1.9  3.17  4.11  0.2541 HB  1  1  2.06  2.6  3.17  4.11  0.9410 HD  1  1  2.06  1.9  4.54  6.17  0.6464 HT  1  1  2.06  2.94 4.18  4.92  0.1640 MM  1.52  2.04  2.87  1.52 2.04  2.87  0.1308 ME  1.52  2.04  2.87  1.52 3.17  4.11  0.2427 MI  1.52  2.04  2.87  1.9  3.17  4.11  0.3239 MB  1.52  2.04  2.87  2.6  3.17  4.11  0.8602 MD  1.52  2.04  2.87  1.9  4.54  6.17  1.0808 MT  1.52  2.04  2.87  2.94 4.18  4.92  0.3598 EM  1.52  3.17  4.11  1.52 2.04  2.87  0.2427 EE  1.52  3.17  4.11  1.52 3.17  4.11  0.5816 EI  1.52  3.17  4.11  1.9  3.17  4.11  0.8796 EB  1.52  3.17  4.11  2.6  3.17  4.11  0.8226 ED  1.52  3.17  4.11  1.9  4.54  6.17  1.1342 ET  1.52  3.17  4.11  2.94 4.18  4.92  0.1308 IM  1.9  3.17  4.11  1.52 2.04  2.87  0.2771 IE  1.9  3.17  4.11  1.52 3.17  4.11  0.8796 II  1.9  3.17  4.11  1.9  3.17  4.11  0.9626 IB  1.9  3.17  4.11  2.6  3.17  4.11  1.2891 ID  1.9  3.17  4.11  1.9  4.54  6.17  0.6164 IT  1.9  3.17  4.11  2.94 4.18  4.92  0.0217 BM  2.6  3.17  4.11  1.52 2.04  2.87  0.2290 BE  2.6  3.17  4.11  1.52 3.17  4.11  0.1974 BI  2.6  3.17  4.11  1.9  3.17  4.11  0.3299 BB  2.6  3.17  4.11  2.6  3.17  4.11  0.3358 BD  2.6  3.17  4.11  1.9  4.54  6.17  0.4214 

a First letter is X substituent. Second letter is Y substituent. b Substituent codes: H= ‐H, M= ‐CH3, E= ‐CH2CH3, I= ‐CH(CH3)2, B= ‐C(CH3)3, D= ‐CH(C3H7)2, T= ‐C(C2H5)3  Selection of substituent combinations for inclusion in the model data set for model determination was based upon variation in B5. This selection criterion was chosen due to B5 exhibiting the largest spread of 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 22: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 22

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

values. When B5 values were similar, the decision for inclusion of a substituent combination in the modeling data set was based upon the degree of spread in B1 values, as L values increase in a fashion similar to the increase seen in B5. Inclusion of all possible crossterms resulted in matrices X and Y (Table S14).  

Table S14.  Matrix format for the allylation data. 

Matrix X  Matrix Y 

XB1  XB5  XL  YB1  YB5  YL  XB1YB1  XB1YB5  XB1YL  XB5YB1  XB5YB5  XB5YL  XLYB1  XLYB5  XLYL  ΔΔG‡ 

1.00  1.00  2.06  1.52  2.04  2.87  1.52  2.04  2.87  1.52  2.04  2.87  3.13  4.20  5.91  0.0000

1.00  1.00  2.06  1.90  3.17  4.11  1.90  3.17  4.11  1.90  3.17  4.11  3.91  6.53  8.47  0.2541

1.00  1.00  2.06  2.60  3.17  4.11  2.60  3.17  4.11  2.60  3.17  4.11  5.36  6.53  8.47  0.9410

1.00  1.00  2.06  2.94  4.18  4.92  2.94  4.18  4.92  2.94  4.18  4.92  6.06  8.61  10.14 0.1640

1.52  2.04  2.87  1.52  2.04  2.87  2.31  3.10  4.36  3.10  4.16  5.85  4.36  5.85  8.24  0.1308

1.52  2.04  2.87  1.90  3.17  4.11  2.89  4.82  6.25  3.88  6.47  8.38  5.45  9.10  11.80 0.3239

1.52  2.04  2.87  2.60  3.17  4.11  3.95  4.82  6.25  5.30  6.47  8.38  7.46  9.10  11.80 0.8602

1.52  2.04  2.87  2.94  4.18  4.92  4.47  6.35  7.48  6.00  8.53  10.04  8.44  12.00  14.12 0.3598

1.90  3.17  4.11  1.52  2.04  2.87  2.89  3.88  5.45  4.82  6.47  9.10  6.25  8.38  11.80 0.2771

1.90  3.17  4.11  1.90  3.17  4.11  3.61  6.02  7.81  6.02  10.05  13.03  7.81  13.03  16.89 0.9626

1.90  3.17  4.11  2.60  3.17  4.11  4.94  6.02  7.81  8.24  10.05  13.03  10.69  13.03  16.89 1.2891

1.90  3.17  4.11  2.94  4.18  4.92  5.59  7.94  9.35  9.32  13.25  15.60  12.08  17.18  20.22 0.0217

2.60  3.17  4.11  1.52  2.04  2.87  3.95  5.30  7.46  4.82  6.47  9.10  6.25  8.38  11.80 0.2290

2.60  3.17  4.11  1.90  3.17  4.11  4.94  8.24  10.69 6.02  10.05  13.03  7.81  13.03  16.89 0.3299

2.60  3.17  4.11  2.60  3.17  4.11  6.76  8.24  10.69 8.24  10.05  13.03  10.69  13.03  16.89 0.3358

 

Matrices X and Y were input into the Matlab™ software using X = [Matrix X] and Y = [Matrix Y] notations.  Then, the stepwise solver was initiated using the command “stepwise(X,Y)”.  This command produced the prompt window shown in Fig. S16.   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 23: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 23

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Figure S16

This promX14, and XXLYB1, XLYnot (red) center bocoefficienmeaningleof each m

6. Initial Regr

mpt shows theX15 correspoYB5, and XLYL, included in thox gives the innts in the uppess in Fig. S16

model calculat

ression Comm

e coefficients ond to terms Xrespectively) he current montercept valueer right box.  6.  The bottomted. 

mand Prompt.

for each termXB1, XB5, XL, YBin the upper odel.  Fig. S16e and other reWith no termm box is a his

.

m (X1, X2, X3,1, YB5, YL, XB1Yright box and6 shows that elevant statisms included intory of the va

, X4, X5, X6, XYB1, XB1, YB5, Xd also indicatno terms are stics for the mn the model, alues of the r

X7, X8, X9, X1B1, YL, XB5YB1, es whether e included in tmodel given bthese statistioot‐mean‐sq

 

0, X11, X12, XXB5, YB5, XB5YLeach is (blue) the model.  Thby the blue cs are uare error (R

X13, L, or is he 

RMSE) 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 24: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 24

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Fitting a linear relationship to this data set proved problematic. The data matrix (Matrix X) contains 15 variables and 15 data points. Thus, the starting model for backward elimination stepwise regression (which includes all terms in the initial model) suffered from over‐fitting. Alternatively, forward selection stepwise regression was considered. However, as seen in Fig. S16, there were no terms that could be included in the model to increase the model fit. 

Attempts at modeling via partial least squares (PLS) regression highlighted the problematic covariance amongst the Sterimol parameters (Table 3), as well as additional confounding aspects of the data set, which remain under investigation. 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 25: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 25

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Principal Component Analysis for the Allylation of Benzaldehyde 

The principal component analysis was performed in Matlab™ from Matrix X (X) using the commands: 

[coefs, scores, variances]=princomp(X)  percent_explained = 100*variances/sum(variances)  

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 26: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 26

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

NHK Propargylation of Acetophenone Data 

Figure S17.  Standard conditions for the QuinPro ligand library evaluation in the NHK propargylation reaction. 

 

Table S15.  Data, with replicate runs, obtained from the ligand library evaluation. 

Electronic Group (E) 

Steric Group (S)  Peak 1  Peak 2  ΔΔG‡ 

CF3  Me  44.6  55.4  ‐0.1270 CF3  tBu  50.6  49.4  0.0141 CF3  CEt3  60  40  0.2375 H  Me  53  47  0.0704 H  tBu  86.8  13.2  1.1034 H  CEt3  76.4  23.6  0.6882 

OMe  Me  60.2  39.8  0.2424 OMe  tBu  90.8  9.2  1.3413 OMe  CEt3  79.9  20.1  0.8085 CF3  Me  47  53  ‐0.0704 CF3  tBu  62  38  0.2868 CF3  CEt3  62  38  0.2868 H  Me  55  45  0.1176 H  tBu  87.5  12.5  1.1401 H  CEt3  78.8  21.2  0.7692 

OMe  Me  60  40  0.2375 OMe  tBu  92  8  1.4309 OMe  CEt3  82  18  0.8884 

 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 27: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 27

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Model Determination for the Propargylation of Acetophenone 

The propargylation Sterimol model was derived using Matlab™ software.  The student version, or a version which contains the statistics toolbox, is required to access the stepwise linear regression tool. The raw data was compiled into numeric matrices X and Y according to ligand substituent parameters and measured response, respectively, as shown in Table S16. Matrix X differs from previous like matrices because the data set contains variation in steric and electronic parameters. Thus, Matrix X includes crossterms between the electronic parameter and each of the Sterimol parameters.  The crossterms are derived by multiplying the respective parameters for a given ligand. 

Table S16.  Matrix format for the raw propargylation data. 

Matrix X  Matrix Y 

B1  B5  L  σ  σB1  σB5  σL  ΔΔG‡ 1.52  2.04  2.87  0.54  0.8208  1.1016  1.5498  ‐0.127042.6  3.17  4.11  0.54  1.404  1.7118  2.2194  0.014062

2.94  4.18  4.92  0.54  1.5876  2.2572  2.6568  0.237551.52  2.04  2.87  0  0  0  0  0.0703892.6  3.17  4.11  0  0  0  0  1.103422

2.94  4.18  4.92  0  0  0  0  0.6882431.52  2.04  2.87  ‐0.27  ‐0.4104  ‐0.5508  ‐0.7749  0.2424362.6  3.17  4.11  ‐0.27  ‐0.702  ‐0.8559  ‐1.1097  1.341323

2.94  4.18  4.92  ‐0.27  ‐0.7938  ‐1.1286  ‐1.3284  0.8085331.52  2.04  2.87  0.54  0.8208  1.1016  1.5498  ‐0.070392.6  3.17  4.11  0.54  1.404  1.7118  2.2194  0.286812

2.94  4.18  4.92  0.54  1.5876  2.2572  2.6568  0.2868121.52  2.04  2.87  0  0  0  0  0.1175672.6  3.17  4.11  0  0  0  0  1.14005

2.94  4.18  4.92  0  0  0  0  0.7691961.52  2.04  2.87  ‐0.27  ‐0.4104  ‐0.5508  ‐0.7749  0.237552.6  3.17  4.11  ‐0.27  ‐0.702  ‐0.8559  ‐1.1097  1.430898

2.94  4.18  4.92  ‐0.27  ‐0.7938  ‐1.1286  ‐1.3284  0.888383Matrices X and Y were input into the Matlab™ software using X = [Matrix X] and Y = [Matrix Y] notations.  The stepwise solver was initiated using the command “stepwise(X,Y)”.  This command produced the prompt window shown in Fig. S18.   

Figure S18.  Initial regression command prompt. 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 28: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 28

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

This promσ, σB1, σBnot (red) center boblue coeffmeaningleof each mincorpora

Figure S19

mpt shows theB5, and σL, reincluded in thox gives the inficients in theess in Fig. S18

model calculatated into the m

9.  Initial inco

e coefficients espectively) inhe current montercept valuee upper right 8.  The bottomted. By clickinmodel to give

orporation of 

for each termn the upper riodel.  Fig. S18e as well as sebox. With nom box is a hisng on each tere the display s

all variables i

m (X1, X2, X3,ght box and i8 shows that elected releva terms includtory of the varm in the uppshown in Fig. 

in the regress

, X4, X5, X6, aindicates wheno terms are ant statistics ded in the moalues of the rper right hand S19. 

sion. 

and X7 corresether each te included intofor the modeodel, these staoot‐mean‐sqd box, each te

pond to B1, Brm is (blue) oo the model. el given by theatistics are uare error (Rerm is 

 

B5, L, or is  The e 

RMSE) 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 29: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 29

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

In Fig. S19present mThe coeffbox.  Theshand.  Thiprompted

Figure S20

Fig.  S20 i

Figure S2

9, note that amodel. The moicients are esse values are is shows thatd by the “Nex

0.  First iterat

ndicates that

1.  Second ite

ll the terms aodel history ntimated for talso subjecte the X7 term xt Step” indica

tion in the pro

t the X4 term 

eration in the 

are shown in bnow has 8 poihe B1, B5, L aed to t‐ and p(σL) is insigniator).  Remov

opargylation 

(σ) should be

propargylati

blue, which mints for the seand σ terms a‐tests to meaificant and shval of this term

regression. 

e eliminated,

on regression

means that aleparate inclusand their crosasure their sighould be elimm leads to the

generating th

n. 

l terms are insion of each ossterms in thegnificance in tinated from te model show

he model sho

ncluded in theof the eight tee upper right the model at the model (aswn in Fig. S20

own in Fig. S2

e erms.  hand 

s 0.   

 

1. 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 30: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 30

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Although further simsignificant

Figure S22

This mode

Eq. 4 wasmeasure

this model apmplified throt model show

2.  Final iterat

el represents 

ΔΔG

s used to pred values (Ta

ppears adequugh eliminatiwn in Fig. S22.

tion of the pr

the most sim

G‡ = ‐0.696 +

edict values ble S17). 

uate, throughion of the L te. 

ropargylation

mplified statis

+ 1.83 B1 – 0

for all synth

 inspection iterm.   Elimina

 model. 

tically signific

0.962 B5 – 2.7

hetic ligands,

t was determation of the L 

cant model an

705 EB1 + 1.

, which were

ined that theterm gives an

nd is shown i

736 EB5  (4) 

e then comp

 model couldn equally 

n Eq. 4. 

pared to the

d be 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 31: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 31

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

 Table S17.  Experimentally measured values compared to values predicted from Eq. 4. 

Measured ΔΔG‡ 

Predicted ΔΔG‡ 

‐0.127  ‐0.178 0.014  0.198 0.238  0.300 0.070  0.130 1.103  1.024 0.688  0.676 0.242  0.284 1.341  1.437 0.809  0.864 ‐0.070  ‐0.178 0.287  0.198 0.287  0.300 0.118  0.130 1.140  1.024 0.769  0.676 0.238  0.284 1.431  1.437 0.888  0.864 

 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 32: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 32

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

Principal Component Analysis for the Propargylation of Acetophenone 

The principal component analysis plot of this data was generated in Matlab™ from Matrix X (X) using the commands: 

[coefs, scores, variances]=princomp(X) percent_explained = 100*variances/sum(variances)    

 

 

 

   

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.

Page 33: DOI: 10.1038/NCHEM.1297 Multidimensional Steric Parameters ... · Matrix form and Y were stepwise solv pt window sh. The stepwis ws the coeff right box an or the Allylat yde Sterimol

NATURE CHEMISTRY | www.nature.com/naturechemistry 33

SUPPLEMENTARY INFORMATIONDOI: 10.1038/NCHEM.1297

References  

  (1)  Miller, J. J.; Sigman, M. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 771.   (2)  Sigman, M. S.; Miller, J. J. J. Org. Chem. 2009, 74, 7633.   (3)  Lewis, C. A.; Gustafson, J. L.; Chiu, A.; Balsells, J.; Pollard, D.; Murry, J.; Reamer, R. A.; Hansen, K. 

B.; Miller, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16358.   (4)  Gustafson, J. L.; Sigman, M. S.; Miller, S. J. Org. Lett. 2010, 12, 2794.   (5)  Harper, K. C.; Sigman, M. S. Science 2011, 333, 1875.   (6)  Harper, K. C.; Sigman, M. S. Proceedings of the National Academy of Sciences 2011, 108, 2179.   (7)  Bott, G.; Field, L. D.; Sternhell, S. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 5618.   (8)  Adams, R.; Yuan, H. C. Chem. Rev. 1933, 12, 261.   (9)  Winstein, S.; Holness, N. J. J. Am. Chem. Soc. 1955, 77, 5562.   (10)  Hansch, C.;  Leo, A. Exploring QSAR: Fundamentals and Applications  in Chemistry and Biology; 

American Chemical Society: Washington, DC, 1995.   (11)  Charton, M. J. Am. Chem. Soc. 1975, 97, 3691.   (12)  Charton, M. J. Org. Chem. 1976, 41, 2217.   (13)  A.  Verloop,  J.  T.  In  Bological  Activity  and  Chemical  Structure;  Buisman,  J.  A.,  Ed.;  Elsevier: 

Amsterdam, 1977, p 63.   (14)  A.  Verloop,  J.  T.  In  QSAR  in  Drug  Desing  and  Toxicology;  D.  Hadzi,  B.  J.‐B.,  Ed.;  Elsevier: 

Amsterdam, 1987, p 97.   (15)  Verloop, A. In Drug Design; Ariens, E. J., Ed.; Academic Press: New York, 1976; Vol. III, p 133.   (16)  Verloop, A.  In  IUPAC Pesticide Chemistry; Miyamoto, J., Ed.; Pergamon: Oxford, 1983; Vol. 1, p 

339. 

 

 

 

 

© 2012 Macmillan Publishers Limited. All rights reserved.