heersende mechanismEdit
omdat er veel reagentia bestaan voor radicale generatie en vallen, is het niet mogelijk één overheersend mechanisme op te zetten. Nochtans, zodra een radicaal wordt gegenereerd, kan het met veelvoudige banden in een intramoleculaire manier reageren om cyclized radicale tussenpersonen op te leveren. De twee uiteinden van de meervoudige binding vormen twee mogelijke plaatsen van reactie. Als het radicaal in het resulterende tussenproduct buiten de ring eindigt, wordt de aanval “exo” genoemd; als het binnen de nieuw gevormde ring eindigt, wordt de aanval “endo” genoemd.”In veel gevallen is exo-cyclisatie de voorkeur boven endo-cyclisatie (macrocycli vormen de belangrijkste uitzondering op deze regel). 5-hexenylradicalen zijn de meest synthetisch bruikbare tussenproducten voor radicale cycli, omdat cyclisatie extreem snel en exo-selectief is. Hoewel het exo-radicaal minder thermodynamisch stabiel is dan het endo-radicaal, wordt de snellere exo-cyclisatie gerationaliseerd door een betere orbitale overlap in de stoelachtige Exo-overgangstoestand (zie hieronder).
(1)
substituenten die de stabiliteit van deze transitietoestanden beïnvloeden, kunnen een diepgaand effect hebben op de siteselectiviteit van de reactie. Carbonylsubstituenten op de 2-positie, bijvoorbeeld, stimuleren 6-endo ring sluiting. Alkylsubstituenten op posities 2, 3, 4 of 6 verbeteren de selectiviteit voor 5-exo sluiting.
cyclisatie van het homologe 6-heptenylradicaal is nog steeds selectief, maar is veel langzamer—als gevolg daarvan zijn competitieve nevenreacties een belangrijk probleem wanneer deze tussenproducten betrokken zijn. Bovendien kunnen 1,5-verschuivingen gestabiliseerde allylradicalen opleveren met vergelijkbare snelheden in deze systemen. In 6-hexenyl radicale substraten is polarisatie van de reactieve dubbele binding met elektron-terugtrekkende functionele groepen vaak noodzakelijk om hoge opbrengsten te bereiken. Het stabiliseren van de aanvankelijk gevormde radicaal met elektron-zich terugtrekkende groepen geeft toegang tot stabielere 6-endo cyclization producten preferentieel.
(2)
Cyclisatiereacties van vinyl -, aryl-en acylradicalen zijn ook bekend. Bij kinetische controle vindt 5-exo cyclisatie bij voorkeur plaats. Echter, lage concentraties van een radicale aaseter zorgen voor thermodynamische controle en bieden toegang tot 6-endo producten—niet via 6-endo cyclisatie, maar door 5-exo cyclisatie gevolgd door 3-exo sluiting en daaropvolgende fragmentatie (Dowd-Beckwith herschikking). Terwijl bij hoge concentraties van het exo-product snel wordt opgesloten waardoor een latere herschikking van het endo-product wordt voorkomen, vertonen Arylradicalen een vergelijkbare reactiviteit.
(3)
cyclisatie kan heteroatoom-bevattende meerdere bindingen zoals nitrillen, oximen en carbonyls omvatten. Aanval op het koolstofatoom van de meervoudige binding wordt bijna altijd waargenomen. In het laatste geval is de aanval omkeerbaar, maar alkoxyradicalen kunnen worden gevangen met behulp van een stannaan-vangmiddel.
Stereoselectiviteitedit
De diastereoselectiviteit van radicale cycli is vaak hoog. In de meeste alle-koolstof gevallen, selectiviteit kan worden gerationaliseerd volgens Beckwith richtlijnen, die een beroep doen op de reactant-achtige, Exo transitie toestand hierboven getoond. Het plaatsen van substituenten in pseudo-equatoriale posities in de overgangstoestand leidt tot cis-producten van eenvoudige secundaire radicalen. De introductie van polaire substituenten kan trans-producten bevoordelen door sterische of elektronische afstoting tussen de polaire groepen. In complexere systemen vereist de ontwikkeling van transitiestatusmodellen dat rekening wordt gehouden met factoren zoals allylische stam en bootachtige transitiestatussen
(4)
chirale hulpstoffen zijn met beperkt succes gebruikt bij enantioselectieve radicale cycli. Kleine energieverschillen tussen staten in een vroeg stadium vormen een grote belemmering voor succes in deze arena. In het getoonde voorbeeld is de diastereoselectiviteit (voor beide configuraties van het linker stereocenter) laag en is de enantioselectiviteit slechts matig.
(5)
substraten met stereocenters tussen de radicale en meervoudige binding zijn vaak sterk stereoselectief. Radicale cycli om polycyclische producten te vormen maken vaak gebruik van deze eigenschap.