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伍德沃德-霍夫曼选择规则和微观可逆性
16.27
伍德沃德–霍夫曼规则是一组基于轨道对称性来预测周环反应立体化学的普遍规律。
该规则指出,当 (4q + 2)s 与 (4r)a 组分之和为奇数时,热力条件下的周环反应是允许的;而当该和为偶数时,光化学条件下的反应是允许的。
此处,q 和r 为整数。(4q + 2)s 和 (4r)a 分别表示在同面和对侧面上的电子数。
请记住,同面和对面是指新键形成的两种不同方式。
让我们将这一原理应用于辛三烯的电环化反应。
首先,确定组分。三烯是一种属于(4q + 2)类别的 π6 组分。
接下来,将各组分标记为同面或异面。基态HOMO 的末端轨道对称;成键通过同面、对旋的方式进行。
最后,添加组分。存在一个 (4q + 2)s 组分 ,而没有 (4r)a 组分。其和为1,因此该反应在热力学上是允许的。
周环反应是可逆的。选择规则同样适用于正向和逆向反应,因为它们通过相同的过渡态进行。
电环化反应、环加成反应和σ迁移重排是通过循环过渡态进行的协同周环反应。 这些反应是立体特异性和区域选择性的。 产物的立体化学取决于相互作用轨道的对称特征和反应条件。 因此,周环反应被分类为对称性允许或对称性禁阻。 伍德沃德和霍夫曼提出了对称性允许的热和光化学反应的选择标准。
伍德沃德-霍夫曼规则的理…