Konrotatorisk och disrotatorisk
Dessa termer beskriver två klasser av en elektrocyklisk reaktion (en typ av organisk kemisk reaktion). I ett konrotatoriskt läge rör sig substituenterna vid ändarna av ett konjugerat dubbelbindningssystem i samma riktning (med eller moturs) under ringöppning eller ringstängning. I ett disrotatoriskt läge rör de sig i motsatt riktning.
Ett exempel är omvandlingen av trans-cis-trans-2,4,6-oktatrien till cis-dimetylcyklohexadien (överst i figuren). Orbitalmekaniken för reaktionen kräver ett disrotatoriskt läge. Orbitalsymmetrin i oktatriens högst upptagna molekylära orbital (HOMO) kräver att pi-orbitalerna i ändarna rör sig i motsatt riktning för att bilda den korrekta symmetri som finns i sigma-bindningen.
Termiska omarrangemang av alla konjugerade system som innehåller 4n + 2 pi-elektroner är stereospecifika. Detta baseras på bevarandet av orbitalsymmetri i den högst ockuperade molekylära orbitalet. System som innehåller 4n pi-elektroner uppvisar det motsatta konrotatoriska läget. Detta gäller även för omarrangemang av 4n + 2 pi-elektroner (där n är ett helt tal) som drivs av ljus (fotoinducerat). Fotoinducerade omarrangemang av system med 4n pi-elektroner (där antalet elektroner är delbart med 4) följer den disrotatoriska regeln.
Woodward-Hoffmann-reglerna sammanfattar dessa olika reaktioner.
Följande bild visar också skillnaden mellan konrotatoriska och disrotatoriska reaktioner:
Konrotatoriska och disrotatoriska rotationssätt som visar två möjliga rotationsriktningar som resulterar i par av enantiomerer för ett generiskt hexatriensystem.
Frågor och svar
F: Vad är en elektrocyklisk reaktion?
S: En elektrocyklisk reaktion är en typ av organisk kemisk reaktion där ett konjugerat dubbelbindningssystem öppnas eller stängs för att bilda en ring.
F: Vad är skillnaden mellan konrotatoriska och disrotatoriska lägen?
S: I ett konrotatoriskt läge rör sig substituenterna vid ändarna av ett konjugerat dubbelbindningssystem i samma riktning (med eller moturs) under ringöppning eller ringstängning. I ett disrotatoriskt läge rör de sig däremot i motsatt riktning.
F: Hur påverkar orbitalsymmetrin dessa reaktioner?
S: Reaktionens orbitala mekanik måste beaktas när man bestämmer om den följer konrotatoriska eller disrotatoriska regler. Exempelvis är system som innehåller 4n + 2 pi-elektroner stereospecifika och följer den konrotatoriska regeln på grund av bevarandet av orbitalsymmetri i deras högst ockuperade molekylära orbitaler (HOMO). System som innehåller 4n pi-elektroner uppvisar den motsatta disrotatoriska regeln. Detta gäller även för omarrangemang av 4n + 2 pi-elektroner (där n är ett heltal) som drivs av ljus (fotoinducerade). Fotoinducerade omarrangemang av system med 4n pi-elektroner (där antalet elektroner är delbart med 4) följer den disrotatoriska regeln.
F: Vad är Woodward-Hoffmann-reglerna?
S: Woodward-Hoffmann-reglerna sammanfattar olika typer av elektrocykliska reaktioner och hur de påverkas av faktorer som orbitalsymmetri och närvaro/frånvaro av ljusenergi.
F: Vad visar den här bilden?
S: Bilden visar ett exempel på en omvandling från trans-cis-trans-2,4,6-oktatrien till cis-dimetylcyklohexadien och illustrerar hur substituenterna rör sig olika beroende på om det följer konorotära eller disrorotära lägen - medurs respektive moturs när man ser det från ovan.
