Toisiintuminen
Järjestäytymisreaktio on orgaaninen reaktio, jossa molekyylin hiilirunko järjestyy uudelleen. Tuloksena on alkuperäisen molekyylin rakenteellinen isomeeri. Usein substituentti siirtyy atomista toiseen atomiin samassa molekyylissä. Alla olevassa esimerkissä substituentti R siirtyy hiiliatomista 1 hiiliatomiin 2:
Myös molekyylien välisiä uudelleenjärjestelyjä tapahtuu.
Joskus kemistit piirtävät nuolilla varustettuja kaavioita, jotka osoittavat, miten elektronit siirtyvät sidosten välillä uudelleenjärjestelyreaktion aikana. Monissa orgaanisen kemian oppikirjoissa on tällaisia kaavioita. Ne eivät kuitenkaan kerro koko reaktiomekanismia. Todellinen mekanismi uudelleenjärjestäytymisessä, jossa alkyyliryhmä liikkuu, on se, että ryhmä liukuu sujuvasti sidosta pitkin, ei ionisidoksen katkeaminen ja muodostuminen. Yksi esimerkki tästä on Wagner-Meerweinin uudelleenjärjestely:
Perisyklisissä reaktioissa orbitaalien vuorovaikutukset ovat tärkeitä. Reaktioita ei voida selittää yksinkertaisten elektronien siirtojen sarjalla. Mutta kaarevat nuolet, jotka osoittavat erillisten elektroninsiirtojen sarjan, voivat antaa saman tuloksen kuin uudelleenjärjestäytymisreaktio. Kaaviot eivät kuitenkaan välttämättä ole realistisia. Allyylisessä uudelleenjärjestäytymisessä reaktio on ioninen.
Kolme tärkeää uudelleenjärjestäytymisreaktiota ovat 1,2-reaktiot, perisykliset reaktiot ja olefiinimetatoosi.
1,2-järjestelyt
1,2-saneeraus on orgaaninen reaktio, jossa substituentti siirtyy kemiallisessa yhdisteessä yhdestä atomista toiseen atomiin. 1,2-siirtymässä substituentti siirtyy kahden vierekkäisen atomin välillä. Siirrot suuremmilla etäisyyksillä ovat kuitenkin mahdollisia. Esimerkkejä ovat Wagner-Meerweinin uudelleenjärjestely:
.png)
ja Beckmannin uudelleenjärjestely:
Perisykliset reaktiot
Perisyklinen reaktio on reaktiotyyppi, jossa syntyy ja katkeaa useita hiili-hiilisidoksia. Molekyylin siirtymätilassa on syklinen geometria. Reaktio etenee koordinoidusti. Esimerkkejä ovat hydridisiirtymät
ja Claisenin uudelleenjärjestely:
Olefiinimetatoosi
Olefiinimetatoosi on kahden alkeenin alkylideenifragmenttien muodollinen vaihto. Se on katalyyttinen reaktio karbeenin kanssa. Siinä on siirtymämetallikarbeenikompleksin välituotteita.
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mikä on uudelleenjärjestelyreaktio?
A: Järjestäytymisreaktio on orgaaninen reaktio, jossa molekyylin hiilirunko muuttuu, jolloin syntyy alkuperäisen molekyylin rakenteellinen isomeeri.
K: Miten substituentit siirtyvät uudelleenjärjestelyreaktion aikana?
V: Uudelleenjärjestelyreaktion aikana substituentit siirtyvät atomista toiseen atomiin saman molekyylin sisällä.
K: Tapahtuuko molekyylien välisiä uudelleenjärjestelyjä?
V: Kyllä, myös molekyylien välisiä uudelleenjärjestelyjä tapahtuu.
K: Käytetäänkö nuolilla varustettuja kaavioita osoittamaan, miten elektronit siirtyvät sidosten välillä uudelleenjärjestelyreaktion aikana?
V: Kyllä, joskus kemistit piirtävät nuolilla varustettuja kaavioita, jotka osoittavat, miten elektronit siirtyvät sidosten välillä uudelleenjärjestäytymisreaktion aikana. Monissa orgaanisen kemian oppikirjoissa on tällaisia kaavioita.
K: Onko realistista käyttää kaarevia nuolia, jotka osoittavat erillisiä elektroninsiirtoja, selitettäessä perisyklisiä reaktioita?
V: Ei, orbitaalien vuorovaikutukset ovat tärkeitä perisyklisissä reaktioissa, eikä niitä voida selittää pelkillä erillisillä elektronien siirroilla. Käyttämällä kaarevia nuolia, jotka osoittavat diskreettejä elektroninsiirtoja, voidaan kuitenkin saada sama tulos kuin uudelleenjärjestäytymisreaktiossa.
Kysymys: Onko allylinen uudelleenjärjestäytyminen ioninen vai kovalenttinen?
V: Allyylinen uudelleenjärjestäytyminen on ioninen.
K: Mitkä ovat kolme tärkeää reaktiotyyppiä?
V: Kolme tärkeää reaktiotyyppiä ovat 1,2-reagenssit, perisykliset reaktiot ja olefiinimetatoosi.
