自由基中间体的极性深刻的影响自由基的反应性和选择性。有鉴于此,俄亥俄州立大学David A. Nagib等为了定量描述自由基的极性并且预测自由基极性的影响,对>500个自由基的亲电性/亲核性进行计算。这个自由基物种数据库包含经常遇到的合成中间体,以sp3、sp2和sp杂化碳原子或各种杂原子(O、N、S、P、B、Si、X)为中心的基团。
重要的是,计算确定的极性得到了实验的验证,适用于电子性质各异的>50个C中心自由基、、N中心自由基和O中心自由基。在计算的极性和量化的反应性之间,以及在平行的竞争实验组中(跨不同的自由基类型和反应类别),都测量到了高度的相关性。
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通过多方面的分析,表明计算的自由基亲电性ω与相对反应性之间存在很强的关系(krel与Δω的斜率高达40;显示仅0.1 eV的Δω就能提高4倍的速率)。作者希望这个经过实验验证的数据库能够用于预测反应性和选择性(通过利用极性匹配的速率增强),有助于帮助开发合成反应过程进行解决问题。
参考文献
Jacob J. A. Garwood, Andrew D. Chen, David A. Nagib*, Radical Polarity, J. Am. Chem. Soc. 2024
DOI: 10.1021/jacs.4c06774
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06774