Gli alcoli svolgono un ruolo fondamentale nella sintesi organica perché sono onnipresenti e possono essere utilizzati in una varietà di trasformazioni ben consolidate. Però, nelle reazioni di formazione del legame C-C, pur essendo centrale per la sintesi organica, gli alcoli sono per lo più impiegati in modo indiretto. Molte reazioni a base alcolica richiedono una noiosa pre-trasformazione del gruppo idrossile (C-OH) in altri gruppi funzionali come gli alogeni (ad es. C-Br) prima della formazione del legame C-C (Figura 1).

Lo sviluppo di reazioni di formazione del legame CC in un solo passaggio utilizzando alcoli è altamente desiderabile perché realizza l'applicazione di materiali ubiquitari senza l'onere di una procedura a più fasi. Un modo per raggiungere questo obiettivo è convertire direttamente gli alcoli in noti intermedi reattivi che subiscono istantaneamente reazioni di formazione del legame CC. Abbiamo immaginato di poter raggiungere questo obiettivo utilizzando reagenti al titanio a bassa valenza. Il titanio a bassa valenza è un riducente a un elettrone e una specie altamente ossofila. A causa di queste caratteristiche, si prevede che il titanio a bassa valenza possa estrarre un atomo di ossigeno dall'alcol, scindendo il legame C-O in una riduzione di un elettrone per generare il corrispondente radicale di carbonio (C*). Il radicale carbonio è un intermedio estremamente reattivo che subisce prontamente diverse reazioni, compresa la formazione del legame C-C.

Risultati

Il trattamento del 2-naftalenmetanolo con un reagente al titanio a bassa valenza ha fornito una miscela di due prodotti scissi di C-O dall'idrogenazione e dalla dimerizzazione (Figura 2). Queste reazioni in sé non erano molto utili; però, erano entrambi la prova della generazione di specie radicali benzilici. Con questo risultato preliminare, ci aspettavamo che l'aggiunta di agenti di intrappolamento dei radicali avrebbe permesso i prodotti di accoppiamento tra il radicale benzilico e gli agenti di intrappolamento, interrompendo le reazioni di idrogenazione e dimerizzazione. Infatti, l'aggiunta di acrilonitrile come agente intrappolante ha dato il prodotto di accoppiamento tra il radicale benzilico e l'acrilonitrile come prodotto predominante.

Il miglior risultato è stato ottenuto quando il reagente di titanio a bassa valenza è stato preparato da TiCl4 (collidina) e polvere di manganese. Questa reazione diretta di formazione del legame C-C a base alcolica è stata applicata con successo a una serie di derivati ​​dell'alcol benzilico. Sorprendentemente, entrambi gli alcoli benzilici con sostituenti elettron donatori e attrattori sull'anello aromatico erano adatti per questa reazione. Per di più, oltre agli alcoli primari, anche gli alcoli secondari e terziari erano adatti nonostante il notevole aumento dell'ingombro sterico. Anche diversi alcheni privi di elettroni diversi dall'acrilonitrile erano buoni reagenti. Per quanto riguarda la praticità, questa reazione è economica e facile da condurre, almeno su scala di laboratorio. TiCl ₄ (collidina) è stabile durante la conservazione, tollerante alla breve esposizione all'aria, e costa solo circa 10 JPY/mmol.

Significato e prospettive future

Il significato di questo metodo è che consente l'uso diretto di alcoli come equivalenti di radicali di carbonio. Abbiamo collegato gli alcoli ubiquitari con la conoscenza accumulata sulle reazioni radicali. Riteniamo che questo lavoro stimolerà la ricerca su altre reazioni radicali a base di alcol nel prossimo futuro.