Ciclizaciones radicales 5-endo-dig: "los pobres primos" de la familia de las ciclizaciones radicales

Área de la Ciencia:

• Química orgánica es la química orgánica.
• Química computacional es la química computacional.

Sus antecedentes:

• Las ciclizaciones radicales son reacciones clave en la síntesis orgánica.
• La comprensión de la cinética y la termodinámica de los modos específicos de ciclización es crucial para el diseño de la reacción.

Objetivo del estudio:

• Investigar los factores que influyen en la viabilidad de las ciclizaciones radicales de 5 endosegundos.
• Para dilucidar las barreras cinéticas y termodinámicas en estas reacciones.

Principales métodos:

• Computaciones de la teoría de la densidad funcional (DFT).
• Aplicación de la teoría de Marcus.
• Análisis de efectos electrónicos y de deformación.

Principales resultados:

• La conjugación del centro radical con un sistema pi aumenta la energía de activación al requerir una reorientación orbital.
• Las ciclizaciones de 5 dígitos son desfavorables cuando la abstracción H o el equilibrio radical son competitivos.
• Las ciclizaciones geométricamente restringidas son sensibles a la deformación, que puede mitigarse mediante la estabilización del producto (por ejemplo, la sustitución heteroatómica).
• Las ciclizaciones de 4 exo dígitos son cinéticamente competitivas pero termodinámicamente menos favorables que las de 5 endó dígitos.

Conclusiones:

• Las ciclizaciones radicales de 5 dígitos pueden ser desafiantes debido a las sanciones energéticas asociadas con la reorientación orbital y las posibles reacciones secundarias.
• El diseño estratégico, considerando la conjugación, la tensión y los efectos electrónicos, es esencial para una implementación exitosa.
• La viabilidad experimental es alcanzable con la optimización adecuada de las condiciones de reacción.