Átrendeződési reakció
Az átrendeződési reakció olyan szerves reakció, amelyben a molekula szénváza átrendeződik. Az eredmény az eredeti molekula szerkezeti izomerje. Gyakran előfordul, hogy egy szubsztituens átkerül az egyik atomról egy másik atomra ugyanabban a molekulában. Az alábbi példában az R szubsztituens az 1. szénatomról a 2. szénatomra mozog:
Molekulák közötti átrendeződések is végbemennek.
Néha a kémikusok nyilakkal ellátott ábrákat rajzolnak, amelyek azt mutatják, hogy az átrendeződési reakció során hogyan kerülnek át az elektronok a kötések között. Sok szerves kémia tankönyvben találhatók ilyen ábrák. Ezek azonban nem mondják el a reakció mechanizmusának teljes történetét. Az átrendeződés tényleges mechanizmusa egy alkilcsoport mozgatásával az, hogy a csoport simán csúszik egy kötés mentén, nem pedig ionos kötésbontás és -képzés. Ennek egyik példája a Wagner-Meerwein átrendeződés:
A periciklusos reakciókban fontosak az orbitális kölcsönhatások. A reakciók nem magyarázhatók egyszerű, diszkrét elektronátmenetek sorozatával. A diszkrét elektronátmenetek sorozatát mutató görbe nyilak azonban ugyanazt az eredményt adhatják, mint egy átrendeződési reakció. Mégis, az ábrák nem feltétlenül reálisak. Az allilikus átrendeződésben a reakció ionos.
Három fontos átrendeződési reakció az 1,2-átrendeződés, a periciklusos reakciók és az olefin-metatézis.
1,2-rendezések
Az 1,2-átrendeződés olyan szerves reakció, amelyben egy szubsztituens egy atomról egy másik atomra mozog egy kémiai vegyületben. Az 1,2-eltolódás során a szubsztituens két szomszédos atom között mozog. De nagyobb távolságokra történő elmozdulások is lehetségesek. Ilyen például a Wagner-Meerwein-átrendeződés:
.png)
és a Beckmann átrendeződés:
Periciklusos reakciók
A periciklusos reakció olyan reakciótípus, amelyben többszörös szén-szén kötés jön létre és bomlik fel. A molekula átmeneti állapota ciklikus geometriájú. A reakció összehangoltan zajlik. Példák: hidrideltolódás
és a Claisen átrendeződés:
Olefin-metatézis
Az olefin-metatézis két alkénben lévő alkilidén fragmentumok formális cseréje. Ez egy katalitikus reakció karbénnel. Átmenetifém-karénkomplex intermedierekkel rendelkezik.
Kérdések és válaszok
K: Mi az az átrendeződési reakció?
V: Az átrendeződési reakció olyan szerves reakció, amelyben egy molekula szénváza megváltozik, és az eredeti molekula egy szerkezeti izomerjét eredményezi.
K: Hogyan mozognak a szubsztituensek az átrendeződési reakció során?
V: Az átrendeződési reakció során a szubsztituensek az egyik atomról egy másik atomra mozognak ugyanazon a molekulán belül.
K: Történnek-e molekulák közötti átrendeződések?
V: Igen, molekulák közötti átrendeződések is végbemennek.
K: Használnak-e nyilakkal ellátott diagramokat annak bemutatására, hogy az átrendeződési reakció során hogyan kerülnek át az elektronok a kötések között?
V: Igen, néha a kémikusok nyilakkal ellátott diagramokat rajzolnak, amelyek azt mutatják, hogyan kerülnek át az elektronok a kötések között az átrendeződési reakció során. Sok szerves kémiai tankönyvben találhatók ilyen ábrák.
K: Reális-e a periciklusos reakciók magyarázatakor olyan ívelt nyilakat használni, amelyek diszkrét elektronátvitelt mutatnak?
V: Nem, a periciklusos reakciókban fontosak az orbitális kölcsönhatások, és nem magyarázhatók egyszerű diszkrét elektronátvitelekkel. A diszkrét elektronátmeneteket mutató ívelt nyilak használata azonban ugyanazt az eredményt adhatja, mint egy átrendeződési reakció.
K: Az allilikus átrendeződés ionos vagy kovalens?
V: Az allilikus átrendeződés ionos.
K: Mi a három fontos átrendeződési reakciótípus?
V: A visszaalakítási reakciók három fontos típusa az 1,2-visszaalakítás, a periciklusos reakciók és az olefin-metatézis.
