واکنش الکتروسیکلیک

یک واکنش پری‌سیکلیک

در شیمی آلی، یک واکنش الکتروسیکلی (به انگلیسی: Electrocyclic reaction) در کنار واکنش‌های حلقه‌زایی یکی از دو زیر مجموعه واکنش‌های بازآرایی پری‌سیکلیک است. درنتیجه انجام یک واکنش الکتروسیکلی، تبدیل یک پیوند پای به یک پیوند سیگما و یا برعکس رخ می‌دهد. این واکنش‌ها به‌طور معمول به این صورت دسته بندی می‌شوند:

  • واکنش‌هایی که می‌توانند به‌صورت حرارتی یا نوری انجام شوند.
  • واکنش‌هایی که می‌توانند موجب باز شدن یا بسته شدن حلقه شوند.
  • بسته به نوع واکنش (حرارتی یا نوری) و تعداد الکترون‌های پای، واکنش می‌تواند از طریق مسیر چرخش هم‌سو/هم‌جهت (Conrotatory) یا چرخش غیرهم‌سو/غیرهم‌جهت (Disrotatory) انجام پذیرد.
  • نوع چرخش صورت پذیرفته در حین واکنش، نوع ایزومری سیس یا ترانس محصول نهایی را تعیین می‌کند.
یک واکنش حلقه‌زایی الکتروسیکلی: تبدیل حرارتی هگزاتری‌ان به سیکلوهگزادی‌ان

مثال‌های کلاسیک

ویرایش

بازشدن گرمایی حلقه ۳و۴-دی‌متیل‌سیکلوبوتن یک مثال کلاسیک از واکنش‌های پری‌سیکلیک است. ایزومر سیس ترکیب پیش‌ماده، فقط موجب تولید ایزومر سیس،ترانس-۲و۳-‌دی‌اِن می‌شود درحالی‌که ایزومر ترانس پیش‌ماده، موجب تولید محصول ترانس،ترانس دی‌اِن می‌شود.

 
Dimethylcyclobutene isomerization

سازوکار و علت شکل‌گیری نوع محصولات این واکنش می‌تواند با استفاده از روش اوربیتال مولکولی مرزی توضیح داده شود. پیوند سیگما در مولکول پیش‌ماده به‌صورتی باز می‌شود که اوربیتال‌های پی ایجاد شده، دارای جهت‌گیری همسان با اوربیتال‌های پی موجود در محصول (هگزا‌دی‌اِن) باشند. از بین دو مسیر چرخش هم‌جهت و غیرهم‌جهت، تنها با چرخش هم‌جهت این نوع هم‌پوشانی تشکیل می‌شود و در نتیجه این روش تحلیل توضیح می‌دهد که به‌عنوان مثال چرا برای یک پیش‌ماده سیس، محصول واکنش به‌صورت ترانس،ترانس دی‌ان است.

 
Dimethylcyclobutene ringopening mechanism frontier-orbital method

قوانین واکنش‌های الکتروسیکلی

ویرایش

پیش‌بینی نوع محصول واکنش‌های پری‌سیکلیک از موارد قابل اهمیت در شیمی آلی است. برای دست یافتن به این مهم باید ابتدا تعیین شود که مولکول پیش‌ماده کدام یک از مسیرهای چرخشی (هم‌سو یا غیرهم‌سو) را در پیش‌ می‌گیرد. تعیین این موضوع با کمک یک سری از قوانین شناخته شده در شیمی آلی ممکن است که در جدول زیر آورده شده‌اند.

تعداد الکترون‌های پای (π) شرایط واکنش
گرمایی نوری
زوج هم‌سو غیر‌هم‌سو
فرد غیر‌هم‌سو هم‌سو

جستارهای وابسته

ویرایش

منابع

ویرایش