Conrotatory ja disrotatory
Need terminid kirjeldavad elektotsüklilise reaktsiooni (orgaaniliste keemiliste reaktsioonide tüüp) kahte klassi. Konrotatoorse režiimi puhul liiguvad konjugeeritud kaksiksidemete süsteemi otstes asuvad substituendid rõnga avanemise või sulgemise ajal samas (päripäeva või vastupäeva) suunas. Disrotatoorse režiimi korral liiguvad nad vastassuunas.
Näiteks on trans-cis-trans-2,4,6-oktatrieeni muundumine cis-dimetüültsükloheksadieeniks (joonise ülemine osa). Reaktsiooni orbitaalmehaanika vajab disrotatsioonilist režiimi. Oktatrieeni kõrgeima hõivatud molekulaarorbitaali (HOMO) orbitaalsümmeetria nõuab, et lõpu pi-orbitaalid liiguksid vastassuunas, et moodustada sigma sideme õige sümmeetria.
Kõikide 4n + 2 pi-elektroni sisaldavate konjugeeritud süsteemide termilised ümberpaigutused on stereospetsiifilised. See põhineb orbitaalsümmeetria säilitamisel kõrgeima hõivatud molekulaarorbitaalil. Süsteemid, mis sisaldavad 4n pi-elektroni, näitavad vastupidist konrotatsioonirežiimi. See kehtib ka 4n + 2 pi (kus n on täisarv) elektronide ümberpaigutuste puhul, mida juhib valgus (fotoindutseeritud). 4n pi-elektroniga süsteemide (kus elektronide arv on jagatav 4-ga) fotoindutseeritud ümberpaigutused järgivad disrotatsioonilist reeglit.
Woodward-Hoffmanni reeglid võtavad kokku eespool nimetatud erinevad reaktsioonid.
Järgneval pildil on näha ka erinevus konrotatoorsete ja disrotatoorsete reaktsioonide vahel:
Konrotatoorne ja disrotatoorne pöörlemisviis, millest igaühel on kaks võimalikku pöörlemissuunda, mis annavad enantiomeeride paarid üldisele heksatrieenisüsteemile.
Küsimused ja vastused
K: Mis on elektotsükliline reaktsioon?
V: Elektotsükliline reaktsioon on teatud tüüpi orgaaniline keemiline reaktsioon, mille puhul konjugeeritud kaksiksidemete süsteem avaneb või sulgub, moodustades rõnga.
K: Mis vahe on konrotatoorse ja disrotatoorse režiimi vahel?
V: Konrotatoorse režiimi korral liiguvad konjugeeritud kaksiksidemete süsteemi otstes asuvad substituendid rõnga avanemise või sulgemise ajal samas (päripäeva või vastupäeva) suunas. Seevastu disrotatoorse režiimi korral liiguvad nad vastassuunas.
K: Kuidas mõjutab orbitaalsümmeetria neid reaktsioone?
V: Reaktsiooni orbitaalmehaanikat tuleb arvesse võtta, kui määratakse, kas reaktsioon järgib konrotatoorseid või disrotatoorseid reegleid. Näiteks süsteemid, mis sisaldavad 4n + 2 pi-elektroni, on stereospetsiifilised ja järgivad konrotatsioonilist reeglit, kuna nende kõrgeima hõivatud molekulaarorbitaalide (HOMO) orbitaalsümmeetria säilib. Süsteemid, mis sisaldavad 4n pi-elektroni, näitavad vastupidist disrotatoorset režiimi. See kehtib ka 4n + 2 pi (kus n on täisarv) elektronide ümberpaigutuste puhul, mida juhib valgus (fotoindutseeritud). 4n pi-elektroniga süsteemide (kus elektronide arv on jagatav 4-ga) fotoindutseeritud ümberpaigutused järgivad disrotatsioonireeglit.
K: Mis on Woodward-Hoffmanni reeglid?
V: Woodward-Hoffmanni reeglid võtavad kokku eri tüüpi elektotsüklilised reaktsioonid ja selle, kuidas neid mõjutavad sellised tegurid nagu orbitaalsümmeetria ja valgusenergia olemasolu/ puudumine.
K: Mida näitab see pilt?
V: Pildil on näidis trans-cis-trans-2,4,6oktatrieenist cis-dimetüültsükloheksadieeniks muundumise kohta ja see illustreerib, kuidas substituendid liiguvad erinevalt sõltuvalt sellest, kas see järgib konorotaarset või disrorotaarset režiimi - vastavalt päripäeva vs. vastupäeva, kui vaadata ülaltpoolt.
