Conrotatory and disrotatory
Nämä termit kuvaavat sähkösyklisten reaktioiden kahta luokkaa (eräs orgaanisten kemiallisten reaktioiden tyyppi). Konjugoidun kaksoissidosjärjestelmän päissä olevat substituentit liikkuvat samansuuntaisesti (myötä- tai vastapäivään) renkaan avautumisen tai sulkeutumisen aikana. Disrotatorisessa tilassa ne liikkuvat vastakkaisiin suuntiin.
Esimerkki on trans-cis-trans-2,4,6-oktatrieenin muuntuminen cis-dimetyylisykloheksadieeniksi (kuvan yläosa). Reaktion orbitaalimekaniikka tarvitsee disrotatorisen moodin. Oktatrieenin korkeimmin miehitetyn molekyyliorbitaalin (HOMO) orbitaalisymmetria edellyttää, että päätyjen pi-orbitaalit liikkuvat vastakkaisiin suuntiin, jotta sigmasidoksessa esiintyvä oikea symmetria muodostuu.
Kaikkien 4n + 2 pii-elektronia sisältävien konjugoitujen systeemien termiset uudelleenjärjestelyt ovat stereospesifisiä. Tämä perustuu orbitaalisymmetrian säilymiseen korkeimmin miehitetyssä molekyyliorbitaalissa. Järjestelmät, jotka sisältävät 4n pii-elektronia, osoittavat päinvastaista konrotaatiomoodia. Tämä pätee myös 4n + 2 pi-elektronin (jossa n on kokonaisluku) uudelleenjärjestelyihin, joita valo ohjaa (valoindusoi). Valon indusoimat 4n pi-elektronijärjestelmien (joissa elektronien lukumäärä on jaollinen neljällä) uudelleenjärjestelyt noudattavat disrotatorista sääntöä.
Woodward-Hoffmannin säännöissä esitetään yhteenveto edellä mainituista erilaisista reaktioista.
Seuraavassa kuvassa näkyy myös ero konrotatoristen ja disrotatoristen reaktioiden välillä:
Konrotatoriset ja disrotatoriset rotaatiomoodit, joissa kussakin näkyy kaksi mahdollista rotaatiosuuntaa, jotka johtavat enantiomeeripareihin yleisessä heksatrieenisysteemissä.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on sähkösyklinen reaktio?
A: Sähkösyklinen reaktio on eräänlainen orgaaninen kemiallinen reaktio, jossa konjugoitu kaksoissidosjärjestelmä avautuu tai sulkeutuu muodostaen renkaan.
K: Mitä eroa on konrotaatiomoodin ja disrotaatiomoodin välillä?
V: Konrotatorisessa tilassa konjugoidun kaksoissidosjärjestelmän päissä olevat substituentit liikkuvat samaan suuntaan (myötä- tai vastapäivään) renkaan avautuessa tai sulkeutuessa. Sitä vastoin disrotatorisessa tilassa ne liikkuvat vastakkaisiin suuntiin.
K: Miten orbitaalisymmetria vaikuttaa näihin reaktioihin?
V: Reaktion orbitaalimekaniikka on otettava huomioon määritettäessä, noudattaako reaktio konrotatorisia vai disrotatorisia sääntöjä. Esimerkiksi järjestelmät, jotka sisältävät 4n + 2 pi-elektronia, ovat stereospesifisiä ja noudattavat konrotatorista sääntöä, koska niiden korkeimmin miehitettyjen molekyyliorbitaalien (HOMO) orbitaalisymmetria säilyy. Järjestelmät, jotka sisältävät 4n pi-elektronia, noudattavat päinvastaista disrotatorista sääntöä. Tämä pätee myös 4n + 2 pi-elektronin (jossa n on kokonaisluku) elektronien uudelleenjärjestelyihin, joita valo ohjaa (valon indusoima). 4n pi-elektronin systeemien (joissa elektronien lukumäärä on jaollinen neljällä) valoindusoidut uudelleenjärjestelyt noudattavat disrotatorista sääntöä.
K: Mitä ovat Woodward-Hoffmannin säännöt?
V: Woodward-Hoffmannin säännöissä esitetään yhteenveto erityyppisistä sähkösyklisistä reaktioista ja siitä, miten sellaiset tekijät kuin orbitaalien symmetria ja valoenergian läsnäolo/poissaolo vaikuttavat niihin.
K: Mitä tämä kuva osoittaa?
V: Kuvassa on esimerkki trans-cis-trans-2,4,6-oktatrieenin muuntumisesta cis-dimetyylisykloheksadieeniksi, ja se havainnollistaa, miten substituentit liikkuvat eri tavalla riippuen siitä, noudatetaanko konorotaarista vai disrorotaarista moodia - ylhäältä päin katsottuna myötä- tai vastapäivään.
