自由基中間體的極性深刻的影響自由基的反應性和選擇性。有鑒于此,俄亥俄州立大學David A. Nagib等為了定量描述自由基的極性并且預測自由基極性的影響,對>500個自由基的親電性/親核性進行計算。這個自由基物種數據庫包含經常遇到的合成中間體,以sp3、sp2和sp雜化碳原子或各種雜原子(O、N、S、P、B、Si、X)為中心的基團。
重要的是,計算確定的極性得到了實驗的驗證,適用于電子性質各異的>50個C中心自由基、、N中心自由基和O中心自由基。在計算的極性和量化的反應性之間,以及在平行的競爭實驗組中(跨不同的自由基類型和反應類別),都測量到了高度的相關性。
(2)
通過多方面的分析,表明計算的自由基親電性ω與相對反應性之間存在很強的關系(krel與Δω的斜率高達40;顯示僅0.1 eV的Δω就能提高4倍的速率)。作者希望這個經過實驗驗證的數據庫能夠用于預測反應性和選擇性(通過利用極性匹配的速率增強),有助于幫助開發合成反應過程進行解決問題。
參考文獻
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