Conrotator și disrotator
Acești termeni descriu două clase de reacții electrociclice (un tip de reacții chimice organice). Într-un mod conrotator, substituenții situați la capetele unui sistem de legături duble conjugate se deplasează în aceeași direcție (în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers) în timpul deschiderii sau închiderii inelului. Într-un mod disrotator, aceștia se deplasează în sensuri opuse.
Un exemplu este conversia trans-cis-trans-2,4,6-octatrienei în cis-dimetilciclohexadiene (partea de sus a figurii). Mecanica orbitală a reacției are nevoie de un mod disrotator. Simetria orbitală a orbitalului molecular cel mai înalt ocupat (HOMO) al octatrienei necesită ca orbitalii pi finali să se deplaseze în direcții opuse pentru a forma simetria corectă întâlnită în legătura sigma.
Rearanjamentele termice ale tuturor sistemelor conjugate care conțin 4n + 2 electroni pi sunt stereospecifice. Acest lucru se bazează pe păstrarea simetriei orbitale în cel mai înalt orbital molecular ocupat. Sistemele care conțin 4n electroni pi prezintă un mod de conotație opus. Acest lucru este valabil și în cazul rearanjamentelor de 4n + 2 electroni pi (unde n este un număr întreg) determinate de lumină (fotoinduse). Rearanjamentele fotoinduse ale sistemelor cu 4n electroni pi (unde numărul de electroni este divizibil cu 4) urmează regula disrotatorie.
Regulile Woodward-Hoffmann sintetizează reacțiile diferite de mai sus.
Următoarea imagine arată, de asemenea, diferența dintre reacțiile conrotative și cele disrotative:
Modurile de rotație conrotatorie și disrotatorie, fiecare arătând două direcții posibile de rotație care rezultă în perechi de enantiomeri pentru un sistem hexatrien generic.
Întrebări și răspunsuri
Î: Ce este o reacție electrociclică?
R: O reacție electrociclică este un tip de reacție chimică organică în care un sistem de legături duble conjugate se deschide sau se închide pentru a forma un inel.
Î: Care este diferența dintre modurile conrotator și disrotator?
R: Într-un mod conrotator, substituenții situați la capetele unui sistem de legături duble conjugate se deplasează în aceeași direcție (în sensul acelor de ceasornic sau în sens invers) în timpul deschiderii sau închiderii inelului. În schimb, într-un mod disrotator, aceștia se deplasează în direcții opuse.
Î: Cum afectează simetria orbitală aceste reacții?
R: Mecanica orbitală a reacției trebuie să fie luată în considerare atunci când se stabilește dacă aceasta urmează regulile conrotatorii sau disrotatorii. De exemplu, sistemele care conțin 4n + 2 electroni pi sunt stereospecifice și urmează regula conrotatorie datorită păstrării simetriei orbitale în orbitalii moleculari cel mai înalt ocupați (HOMO). Sistemele care conțin 4n electroni pi prezintă modul disrotator opus. Acest lucru este valabil și în cazul rearanjamentelor de 4n + 2 electroni pi (unde n este un număr întreg) determinate de lumină (fotoinduse). Rearanjamentele fotoinduse ale sistemelor cu 4n electroni pi (în care numărul de electroni este divizibil cu 4) urmează regula de disrotație.
Î: Ce sunt regulile Woodward-Hoffmann?
R: Regulile Woodward-Hoffmann rezumă diferite tipuri de reacții electrociclice și modul în care acestea sunt afectate de factori precum simetria orbitală și prezența/absența energiei luminoase.
Î: Ce arată această imagine?
R: Imaginea prezintă un exemplu de conversie din trans-cis-trans-2,4,6-octatriena în cis-dimetilciclohexadienă și ilustrează modul în care substituenții se deplasează diferit în funcție de faptul că urmează modurile conorotar sau disorotar - în sensul acelor de ceasornic, respectiv în sens invers acelor de ceasornic, atunci când este privită de sus.
