Alcoholen spelen een cruciale rol in de organische synthese omdat ze alomtegenwoordig zijn en kunnen worden gebruikt in een verscheidenheid aan gevestigde transformaties. Echter, in CC-bindingsvormingsreacties, ondanks dat het centraal staat in de organische synthese, alcoholen worden meestal op een indirecte manier gebruikt. Veel op alcohol gebaseerde reacties vereisen een vervelende pre-transformatie van de hydroxygroep (C-OH) naar andere functionele groepen zoals halogenen (bijv. C-Br) vóór de vorming van CC-bindingen (Figuur 1).

De ontwikkeling van eenstaps C-C bindingsvormingsreacties met gebruik van alcoholen is zeer wenselijk omdat het de toepassing van alomtegenwoordige materialen realiseert zonder de last van een meerstapsprocedure. Een manier om dit doel te bereiken is om alcoholen direct om te zetten in bekende reactieve tussenproducten die direct CC-bindingsvormingsreacties ondergaan. We hadden voor ogen dat we dit zouden kunnen bereiken met behulp van laagwaardige titaniumreagentia. Laagwaardig titaan is een reductiemiddel met één elektron en een zeer oxofiele soort. Door deze eigenschappen, verwacht wordt dat laagwaardig titaan een zuurstofatoom uit alcohol kan extraheren, het splitsen van de C-O-binding in een reductie van één elektron om de overeenkomstige koolstofradicaal (C * ) te genereren. De koolstofradicaal is een extreem reactief tussenproduct dat gemakkelijk verschillende reacties ondergaat, inclusief vorming van CC-bindingen.

Resultaten

Behandeling van 2-naftaleen-methanol met een laagwaardig titaniumreagens leverde een mengsel van twee C-O-gesplitste producten van hydrogenering en dimerisatie op (Figuur 2). Deze reacties zelf waren niet erg nuttig; echter, ze waren allebei het bewijs van het ontstaan ​​van benzylradicaalsoorten. Met dit voorlopige resultaat we verwachtten dat het toevoegen van radicaalvangende middelen de koppelingsproducten tussen het benzylradicaal en vangmiddelen zou opleveren, het onderbreken van de hydrogenerings- en dimerisatiereacties. Inderdaad, de toevoeging van acrylonitril als vangmiddel gaf het koppelingsproduct tussen de benzylradicaal en acrylonitril als het overheersende product.

Het beste resultaat werd verkregen wanneer het laagwaardige titaniumreagens werd bereid uit TiCl4(collidine) en mangaanpoeder. Deze op alcohol gebaseerde directe C-C-bindingsvormingsreactie werd met succes toegepast op een reeks benzylalcoholderivaten. Opmerkelijk, voor deze reactie waren beide benzylalcoholen met elektronendonerende en -onttrekkende substituenten aan de aromatische ring geschikt. Verder, naast primaire alcoholen, secundaire en tertiaire alcoholen waren ook geschikt ondanks de aanzienlijke toename van sterische hindering. Verschillende andere elektronendeficiënte alkenen dan acrylonitril waren ook goede reactanten. Wat betreft de praktijk, deze reactie is kostenefficiënt en gemakkelijk uit te voeren, althans op laboratoriumschaal. TiCl ₄ (collidine) is stabiel tijdens opslag, tolerant voor korte blootstelling aan lucht, en kost slechts ongeveer 10 JPY/mmol.

Betekenis en toekomstperspectieven

Het belang van deze methode is dat het direct gebruik van alcoholen als koolstofradicaalequivalenten mogelijk maakt. We hebben alomtegenwoordige alcoholen gekoppeld aan opgebouwde kennis over radicale reacties. Wij zijn van mening dat dit werk in de nabije toekomst zal leiden tot onderzoek naar andere radicale reacties op basis van alcohol.