elektrocykliseringar

Elektrocykliseringar är en klass av pericykliska reaktioner inom organisk kemi där ett linjärt polyen-system genomgår en ringslutning genom omfördelning av pi-elektroner. Reaktionen är oftast en sammanlänkad process där pi-bindningarna omlageras och en ny sigma-bindning bildas i samma steg, utan mellanprodukter med radikaler eller polar intermediärer. Vanliga typer involverar polyenen med 4n eller 4n+2 pi-elektroner.

Stereokemi och regler. Vilken väg en elektrocyklisering tar—konrotatorisk eller disrotatorisk rotation av terminalerna—bestäms enligt Woodward–Hoffmann-reglerna. Ur ett termiskt synsätt beror utfallet på antalet pi-elektoner: för termiska förhållanden följer reglerna antalet pi-elektroner och därmed vilken rotationsform som är tillåten; vid fotokemiska förhållanden uppstår ofta den omvända vägen. Denna orbital-symmetrisk kontrollerade bana gör elektrocykliseringar till särskilt förutsägbara pericykliska reaktioner.

Exempel och tillämpningar. Ett klassiskt exempel är termisk elektrocyklisering av butadien till cyclobuten, ofta används i undervisning för att illustrera konsert utveckling utan mellansteg. Hexatrien kan även genomgå elektrocyklisering under lämpliga villkor, vilket ger cykliska kolväten med två dubbelbindningar kvar i det nya ringen. Användningsområden inkluderar syntes av cykliska strukturer i läkemedels- och materialkemi samt i biosyntetiska vägar där retro-elektrocyklisering kan reglera öppning av ringar. Elektrocykliseringar kan vara reversibla under vissa förhållanden och fungerar därmed som verktyg i retikulations- och polymerisationsstrategier i modern organisk kemi.