Исследователи из Канадзавского университета продемонстрировали методику, позволяющую осуществлять прямую функционализацию алкенов без использования металлических реагентов, фотолиза или экстремальных условий реакции.
Присоединение функциональных групп к некоторым ненасыщенным углеводородам, известным как алкены, является важнейшей стадией синтеза различных соединений, в том числе многих пластиков.
Для протекания этих реакций функционализации необходимо активировать связь углерод-водород (C-H), что традиционно достигается с использованием катализаторов на основе переходных металлов. Однако использование этих катализаторов имеет как экономические, так и экологические недостатки. Теперь исследователи из Канадзавского университета продемонстрировали метод, который позволяет осуществлять прямую функционализацию алкенов без необходимости использования металлических реагентов, фотолиза или экстремальных условий реакции.
Цуёси Танигути и его коллеги из Университета Канадзавы разработали работу, в которой они сообщили о реакции алкенов с использованием трет-бутилнитрита и молекулярного кислорода. Они отслеживали продукты реакции - ɣ-лактол и нитратный эфир - с использованием различных растворителей и обнаружили, что апротонный (безводородный) растворитель с высокой полярностью дает наилучший выход, а ɣ-лактол является основным продуктом.
Затем они экспериментировали с различными алкенами и наблюдали, как различаются продукты для разветвленных и линейных алкенов. Дальнейшие реакции восстановления продемонстрировали, как новый метод синтеза может давать ряд полезных производных, производя высокофункционализированные соединения из простых алкенов всего за одну или две стадии.
Исследователи также смогли предложить возможный механизм реакции. Хотя точный путь остается неясным, они предполагают, что ключевой стадией является расщепление связи кислород-кислород с образованием высокореакционноспособного алкоксирадикала - молекулярного компонента, включающего кислород с одинарными связями по обе стороны от углеводородных цепей.
Работа демонстрирует, как из простых органических молекул в простых условиях без металлического катализатора можно получить значительные выходы высокофункционализированных соединений. Авторы заключают: «Мы считаем, что такие «простые и продвинутые реакции» многообещающи для разработки полезных синтетических методов, включающих прямую функционализацию C-H».