rådande mekanismredigera
eftersom det finns många reagenser för radikal generering och infångning är det inte möjligt att upprätta en enda rådande mekanism. Men när en radikal genereras kan den reagera med flera bindningar på ett intramolekylärt sätt för att ge cykliserade radikala mellanprodukter. De två ändarna av multipelbindningen utgör två möjliga reaktionsställen. Om radikalen i den resulterande mellanprodukten hamnar utanför ringen kallas attacken ”exo”; om den hamnar inuti den nybildade ringen kallas attacken ” endo.”I många fall gynnas exo-cyklisering framför endo-cyklisering (makrocykliseringar utgör det största undantaget från denna regel). 5-hexenylradikaler är de mest syntetiskt användbara mellanprodukterna för radikala cykliseringar, eftersom cyklisering är extremt snabb och exo-selektiv. Även om exo-radikalen är mindre termodynamiskt stabil än endo-radikalen, rationaliseras den snabbare exo-cykliseringen genom bättre orbital överlappning i stolliknande exo-övergångstillstånd (se nedan).
(1)
substituenter som påverkar stabiliteten hos dessa övergångstillstånd kan ha en djupgående effekt på reaktionens selektivitet. Karbonylsubstituenter vid 2-positionen uppmuntrar till exempel 6-endo-ringstängning. Alkylsubstituenter vid positionerna 2, 3, 4 eller 6 förbättrar selektiviteten för 5-exo-stängning.
cyklisering av den homologa 6-heptenylradikalen är fortfarande selektiv, men är mycket långsammare—som ett resultat är konkurrenskraftiga sidreaktioner ett viktigt problem när dessa mellanprodukter är involverade. Dessutom kan 1,5-Skift ge stabiliserade allyliska radikaler vid jämförbara hastigheter i dessa system. I 6-hexenylradikala substrat är polarisering av den reaktiva dubbelbindningen med elektronuttagande funktionella grupper ofta nödvändig för att uppnå höga utbyten. Stabilisering av den initialt bildade radikalen med elektronuttagande grupper ger tillgång till mer stabila 6-endo-cykliseringsprodukter företrädesvis.
(2)
Cykliseringsreaktioner av vinyl -, aryl-och acylradikaler är också kända. Under förhållanden med kinetisk kontroll sker 5-exo-cyklisering företrädesvis. Låga koncentrationer av en radikal rensare etablerar emellertid termodynamisk kontroll och ger tillgång till 6-endo—produkter-inte via 6-endo-cyklisering, utan genom 5-exo-cyklisering följt av 3-exo-stängning och efterföljande fragmentering (Dowd-Beckwith-omarrangemang). Medan vid höga koncentrationer av exo-produkten snabbt fångas förhindrar efterföljande omarrangemang till endo-produkten arylradikaler uppvisar liknande reaktivitet.
(3)
cyklisering kan involvera heteroatominnehållande multipla bindningar såsom nitriler, oximer och karbonyler. Attack vid kolatomen i multipelbindningen observeras nästan alltid. I det senare fallet är attacken reversibel; alkoxiradikaler kan emellertid fångas med hjälp av ett stannanfångningsmedel.
StereoselectivityEdit
diastereoselektiviteten hos radikala cykliseringar är ofta hög. I de flesta fall kan selektivitet rationaliseras enligt Beckwiths riktlinjer, som åberopar det reaktantliknande, exo-övergångstillståndet som visas ovan. Att placera substituenter i pseudoekvatoriella positioner i övergångstillståndet leder till cis-produkter från enkla sekundära radikaler. Introduktion av polära substituenter kan gynna trans-produkter på grund av sterisk eller elektronisk avstängning mellan polargrupperna. I mer komplexa system kräver utvecklingen av övergångstillståndsmodeller hänsyn till faktorer som allylstam och båtliknande övergångstillstånd
(4)
kirala hjälpmedel har använts i enantioselektiva radikala cykliseringar med begränsad framgång. Små energiskillnader mellan tidiga övergångsstater utgör ett djupt hinder för framgång på denna arena. I det visade exemplet är diastereoselektivitet (för båda konfigurationerna av vänster stereocenter) låg och enantioselektivitet är endast måttlig.
(5)
substrat med stereocenter mellan radikal och multipel bindning är ofta mycket stereoselektiva. Radikala cykliseringar för att bilda polycykliska produkter utnyttjar ofta denna egenskap.