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【JACS】超过500种自由基,详细探索自由基极性对反应的影响

总结

这项研究旨在通过计算和实验验证来构建一个包含超过500种自由基的极性数据库,以预测和理解自由基的反应性和选择性。

摘要

本文通过计算和实验方法,构建了一个包含超过500种自由基的极性数据库,这些自由基涵盖了从碳基到杂原基的多种类型。研究者们通过计算全局电极性ω来量化自由基的极性,并通过实验验证了这些计算结果。实验部分包括了使用超级硅基对碳中心自由基的反应性研究,以及对硫、氮和氧中心自由基的反应性研究。研究发现,自由基的极性与其反应性有着高度的相关性,这为理解和预测自由基在有机合成中的行为提供了重要的工具。此外,文章还探讨了不同类型的自由基在化学反应中的行为,包括碳-碳键形成、异构化学反应和原子转移反应等。通过对这些自由基极性的研究,文章提供了一个有助于化学家在药物发现、材料科学和有机合成中设计和优化反应路径的资源。

细节

自由基极性的量化

研究者们通过计算全局电极性ω来量化自由基的极性,这是一个基于自由基的电离能和电子亲和力的指标。这种方法允许对自由基的极性进行定量的描述,并且不需要额外的反应数据调整。

以碳原子为中心自由基极性

以杂原子为中心的自由基极性

极性与反应性的关系

研究表明,自由基的极性与其反应性,特别是在原子转移反应中,存在着高度的相关性。这一发现对于预测和设计自由基反应路径具有重要意义。

参考文献

Garwood, J. J. A.; Chen, A. D.; Nagib, D. A. Radical Polarity. J. Am. Chem. Soc. 2024, jacs.4c06774. https://doi.org/10.1021/jacs.4c06774.