Radikal florlama - Radical fluorination
Radikal florlama , nükleofilik ve elektrofilik yaklaşımları tamamlayan bir florlama reaksiyonu türüdür . Bağımsız olarak oluşturulmuş bir karbon merkezli radikalin bir atomik flor kaynağı ile reaksiyonunu içerir ve bir organoflor bileşiği verir .
Tarihsel olarak, radikal florlama için yalnızca üç atomik flor kaynağı mevcuttu: Flor (F 2 ), hipofloritler (O—F bazlı reaktifler) ve XeF 2 . Bunların yüksek reaktif ve F zor kullanım 2 ve hypofluorites kıyasla radikal florlama geliştirilmesini de sınırlamıştır elektrofilik ve nükleofilik yöntem. Elektrofilik N-F florlama maddelerinin atomik flor kaynağı olarak hareket etme kabiliyetinin ortaya çıkarılması, radikal florlamada bir rönesansa yol açtı.
O zamandan beri C-F bağlarının radikal oluşumu için çeşitli metodolojiler geliştirilmiştir. Radikal ara ürünler, karboksilik asitler ve boronik asit türevlerinden, alkenlere radikal ekleme veya C—H bağı ve C—C bağ aktivasyonları ile oluşturulmuştur. Artık metal-florür kompleksleri gibi yeni atomik flor kaynakları ortaya çıkıyor.
Atomik flor kaynakları
flor gazı
Flor, hem elektrofilik hem de atomik bir flor kaynağı olarak hareket edebilir. Zayıf F—F bağ kuvveti (36 kcal/mol (150 kJ/mol)) homolitik bölünmeye izin verir . F Reaksiyon 2 organik bileşikler ile, ancak, yüksek ölçüde ekzotermiktir ve selektif olmayan florinleştirilmeleri ve Cı-Cı-bölünme, hem de patlamalara neden olabilir. Yalnızca birkaç seçici radikal florlama yöntemi bildirilmiştir. Florin radikal florlama için kullanımı esas olarak perflorlama reaksiyonları ile sınırlıdır.
O—F reaktifleri
Hipofloritlerin O-F bağı nispeten zayıftır. İçin triflorometil hypofluorite (CF 3 N), bu tahmin edilmiştir 43.5 kcal / mol (182 kJ / mol). Alkil radikaller transfer flor triflorometil hypofluorite kabiliyeti özellikle, bağımsız olarak oluşturulan reaksiyona ile gösterilmiştir etil radikalleri arasından eten ve trityum CF varlığında 3 arasında. Hipofloritlerin yüksek reaktivitesi, uygulamalarını seçici radikal florlama ile sınırlamıştır. Bununla birlikte, polimerizasyon için radikal başlatıcılar olarak kullanılabilirler.
XeF 2
XeF 2 esas kökü dekarboksilatif florinasyon reaksiyonlarında radikali florlama için kullanılmıştır. Bu Hunsdiecker tipi reaksiyonda, ksenon diflorür, radikal ara ürünü ve ayrıca flor transfer kaynağını oluşturmak için kullanılır.
XeF 2 de aril silanlardan aril köklerini oluşturmak ve kağıt hamuru aril floridler atom flor kaynağı olarak hareket etmek için kullanılabilir.
N—F reaktifleri
Selectfluor ve N- fluorobenzenesulfonimide (NFSI) geleneksel olarak elektrofilik flor kaynakları olarak kullanılır , ancak bunların floru alkil radikaline aktarma yetenekleri yakın zamanda gösterilmiştir. Şimdi yaygın olarak alkil radikallerine flor transfer ajanları olarak kullanılmaktadırlar.
Diğerleri
Oluşan bu kullanılarak radikali florlaştırma örnekleri 3 ve florlu çözücüler bildirilmiştir. Radikal florlamadaki son örnekler, yerinde üretilen metal florür komplekslerinin aynı zamanda alkil radikallerine flor transfer ajanı olarak da hareket edebileceğini göstermektedir.
Radikal florlama metodolojileri
dekarboksilatif florlama
Termolizi t -butil peresterler NFSI ve Selectfluor varlığında alkil radikalleri oluşturmak için kullanılmıştır. Radikal ara ürünleri verimli bir şekilde florlandı ve bu, iki elektrofilik florlama maddesinin floru alkil radikallerine transfer etme kabiliyetini gösterdi.
Karboksilik asitler, radikal florlama yöntemlerinde radikal öncüler olarak kullanılabilir. Florodekarboksilasyonu indüklemek için gümüş ve manganez gibi metal katalizörler kullanılmıştır. Karboksilik asitlerin florodekarboksilasyonu, fotoredoks katalizi kullanılarak da tetiklenebilir . Daha spesifik olarak, fenoksiasetik asit türevlerinin, doğrudan UV-ışık ışımasına maruz kaldıklarında veya bir ışığa duyarlı hale getirici kullanımı yoluyla florodekarboksilasyona uğradıkları gösterilmiştir.
alkenlerin radikal florlanması
Alkenlere radikal eklemelerden oluşan alkil radikalleri de florlanmıştır. Hidrürler ve nitrojen-, karbon- ve fosfor merkezli radikaller, geniş bir yelpazede florlu, difonksiyonelleştirilmiş bileşikler vererek kullanılmıştır.
Boronik asit türevlerinin florlanması
Alkil florürler, gümüş kullanılarak boronik asit türevlerinden üretilen radikaller yoluyla sentezlenmiştir .
C(sp 3 )—H florlama
Radikal florlamanın önemli bir avantajı, uzak C-H bağlarının doğrudan florlanmasına izin vermesidir. Reaksiyonu desteklemek için Mn, Cu veya W gibi metal katalizörler kullanılmıştır. Metal içermeyen C(sp 3 )—H florinasyonları, radikal başlatıcıların (Et 3 B, persülfatlar veya N-oksil radikalleri) veya organik fotokatalizörlerin kullanımına dayanır .
Benzilik C-H bağlarını seçici olarak florlamak için bazı yöntemler de geliştirilmiştir.
C—C bağları aktivasyonu
Siklobutanoller ve siklopropanoller, β- veya y-floroketonların sentezi için radikal öncüler olarak kullanılmıştır. Gerilmiş halkalar, bir gümüş veya demir katalizör varlığında veya bir ışığa duyarlılaştırıcı varlığında UV ışığına maruz kaldığında C-C bağ bölünmesine uğrar.
Potansiyel uygulama
Radikal florlamanın potansiyel bir uygulaması, tıbbi kimyada yapı taşları olarak hizmet edecek yeni parçalara verimli bir şekilde erişmek içindir . 3-florobisiklo[1.1.1]pentan-1-amin hidroklorür tuzu gibi reaktif fonksiyonel gruplara sahip propellanın türevlerine bu yaklaşımla erişilebilir.