Solvent-induced dichotomy in the oxidation mechanism of alkyl aromatic selenoethers

Abstract

Changing solvent polarity (considered in terms of dielectric permittivity ɛ) is an easy experimental way for tuning the reactivity of electrogenerated cation radicals of alkyl aromatic selenoethers. First-order cleavage of SeCsp3 bond is favored in polar media, whereas bimolecular cation radical disproportionation becomes the main reaction in low-polar solvents. The key element of this dichotomy is the dielectric adjustment of specific transannular interactions between Se and CO group in the cation radicals. A series of alkyl arylselenides with pending carboxy or acetamido substituents was studied by cyclic voltammetry, IR spectroscopy and DFT calculation in binary solvents covering the span of polarity 8 < ɛ < 85. Different products were obtained from the same starting selenide in polar and low-polar media, 1,2-bis(acetamido)cyclohexane and N-cyclohexenylacetamide, respectively. In both cases, the final product carrying the PhSe moiety was Ph2Se2. La modification de la polarité du solvant (considéré en termes de permittivité diélectrique ɛ) est un moyen expérimental facile de modulation de la réactivité de radicaux cations électrogénérés à partir de sélénoéthers alkyl-aromatiques. Le clivage de la liaison SeCsp3, du premier ordre cinétique, est favorisé dans les milieux polaires, alors que la dismutation bimoléculaire des radicaux cations devient la réaction principale dans les solvants peu polaires. L’élément clé de cette dichotomie est l’ajustement diélectrique des interactions trans-annulaires spécifiques entre Se et le groupe CO dans les radicaux cations. Une série d’alkylarylséléniures avec les substituants pendants (carboxy ou acétamido) a été étudiée par voltamétrie cyclique, spectroscopie IR et par le calcul DFT dans des solvants binaires couvrant la plage de polarité 8 < ɛ < 85. Différents produits ont été obtenus, dans les milieux polaires et peu polaires, à partir du même séléniure, comme le 1,2-bis-(acétamido)cyclohexane et le N-cyclohexénylacetamide, respectivement. Dans les deux cas, le produit final portant le groupement PhSe est le Ph2Se2.