Conrotatorio e disrotatorio
Questi termini descrivono due classi di reazione elettrociclica (un tipo di reazioni chimiche organiche). In modalità conrotatoria, i sostituenti situati alle estremità di un sistema a doppio legame coniugato si muovono nella stessa direzione (in senso orario o antiorario) durante l'apertura o la chiusura dell'anello. In modalità disrotativa, si muovono in direzioni opposte.
Un esempio è la conversione del trans-cis-trans-2,4,6-octatriene in cis-dimetilcicloesadiene (in alto nella figura). La meccanica orbitale della reazione necessita di una modalità disrotatoria. La simmetria orbitale dell'orbitale molecolare occupato più alto dell'ottatriene (HOMO) richiede che gli orbitali di fine pi si muovano in direzioni opposte per formare la corretta simmetria che si trova nel legame sigma.
I riarrangiamenti termici di tutti i sistemi coniugati contenenti elettroni 4n + 2 pi greco sono stereospecifici. Ciò si basa sulla conservazione della simmetria orbitale nell'orbitale molecolare più alto occupato. I sistemi contenenti elettroni 4n pi mostrano il modo conrotatorio opposto. Questo vale anche per riarrangiamenti di elettroni 4n + 2 pi (dove n è un numero intero) pilotati dalla luce (fotoindotta). I riarrangiamenti fotoindotti di sistemi di elettroni 4n pi (dove il numero di elettroni è divisibile per 4) seguono la regola della disrotta.
Le regole di Woodward-Hoffmann riassumono le diverse reazioni di cui sopra.
L'immagine seguente mostra anche la differenza tra reazioni conrotatorie e disrotatorie:
Modalità di rotazione conrotatoria e disrotatoria che mostrano ciascuna due possibili direzioni di rotazione che si traducono in coppie di enantiomeri per un generico sistema esatrieno.
Domande e risposte
D: Che cos'è una reazione elettrociclica?
R: Una reazione elettrociclica è un tipo di reazione chimica organica in cui un sistema di doppi legami coniugati si apre o si chiude per formare un anello.
D: Qual è la differenza tra modalità conrotatoria e disrotatoria?
R: In una modalità conrotatoria, i sostituenti situati alle estremità di un sistema di doppi legami coniugati si muovono nella stessa direzione (oraria o antioraria) durante l'apertura o la chiusura dell'anello. Al contrario, in una modalità disrotatoria, si muovono in direzioni opposte.
D: Come influisce la simmetria orbitale su queste reazioni?
R: La meccanica orbitale della reazione deve essere presa in considerazione per determinare se segue le regole conrotatorie o disrotatorie. Ad esempio, i sistemi contenenti 4n + 2 elettroni pi sono stereospecifici e seguono la regola conrotatoria a causa della conservazione della simmetria orbitale nei loro orbitali molecolari a massima occupazione (HOMO). I sistemi contenenti 4n elettroni pi mostrano la modalità disrotatoria opposta. Questo è vero anche per i riarrangiamenti di 4n + 2 elettroni pi (dove n è un numero intero) guidati dalla luce (fotoindotti). I riarrangiamenti fotoindotti di sistemi di 4n elettroni pi (dove il numero di elettroni è divisibile per 4) seguono la regola disrotatoria.
D: Cosa sono le regole di Woodward-Hoffmann?
R: Le regole di Woodward-Hoffmann riassumono diversi tipi di reazioni elettrocicliche e come sono influenzate da fattori come la simmetria orbitale e la presenza/assenza di energia luminosa.
D: Cosa mostra questa immagine?
R: L'immagine mostra un esempio di conversione da trans-cis-trans-2,4,6-ottatriene a cis-dimetilcicloesadiene e illustra come i sostituenti si muovono in modo diverso a seconda che seguano modalità conorotarie o disorotarie - rispettivamente in senso orario e antiorario, se visti dall'alto.
