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Dienes, Conjugated Pi Systems, and Pericyclic Reactions

Light-Driven [2+2] Cycloaddition Reactions

Description

Some cycloaddition reactions need light instead of heat. A [2 + 2] cycloaddition between two ethylene molecules is one example. It is allowed under photochemical conditions but forbidden under thermal conditions.

A thermal [2 + 2] cycloaddition is symmetry forbidden. The ground-state HOMO of one ...

Transcript

并非所有环加成反应都在热条件下进行。

尽管[4 + 2]环加成在热力学上是允许的,但[2 + 2]环加成需要光化学活化。

但为什么?

请记住,乙烯基态的HOMO与LUMO之间存在对称性不匹配,这阻止了反应在热力学条件下以协同的同面方式发生。

或者,其中一个乙烯分子的光化学激发可使电子从基态的HOMO跃迁至LUMO。

这使得激发态的HOMO具有正确的对称性,能够与另一个乙烯分子基态的LUMO发生相互作用,从而导致两个组分以同面协同的方式重叠。

总之,对于光化学环加成反应,关键的HOMO–LUMO相互作用发生在其中一个组分的电子基态与另一个组分的激发态之间。相比之下,热环加成反应则发生在两个组分的基态前线轨...

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