Αντίδραση αναδιάταξης
Οι αντιδράσεις αναδιάταξης είναι οργανικές αντιδράσεις στις οποίες ο σκελετός άνθρακα ενός μορίου αναδιατάσσεται. Το αποτέλεσμα είναι ένα δομικό ισομερές του αρχικού μορίου. Συχνά ένας υποκαταστάτης μετακινείται από ένα άτομο σε ένα άλλο άτομο στο ίδιο μόριο. Στο παρακάτω παράδειγμα, ο υποκαταστάτης R μετακινείται από το άτομο άνθρακα 1 στο άτομο άνθρακα 2:
Πραγματοποιούνται επίσης διαμοριακές αναδιατάξεις.
Μερικές φορές οι χημικοί σχεδιάζουν διαγράμματα με βέλη που δείχνουν πώς μεταφέρονται τα ηλεκτρόνια μεταξύ των δεσμών κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης αναδιάταξης. Πολλά βιβλία οργανικής χημείας έχουν τέτοια διαγράμματα. Όμως δεν λένε την πλήρη ιστορία του μηχανισμού της αντίδρασης. Ο πραγματικός μηχανισμός μιας αναδιάταξης με μετακίνηση μιας αλκυλομάδας είναι η ομαλή ολίσθηση της ομάδας κατά μήκος ενός δεσμού και όχι η διάσπαση και ο σχηματισμός ιοντικών δεσμών. Ένα παράδειγμα αυτού είναι η αναδιάταξη Wagner-Meerwein:
Στις περικυκλικές αντιδράσεις, οι τροχιακές αλληλεπιδράσεις είναι σημαντικές. Οι αντιδράσεις δεν μπορούν να εξηγηθούν με μια σειρά απλών διακριτών μεταβιβάσεων ηλεκτρονίων. Όμως, τα καμπυλωτά βέλη που δείχνουν μια ακολουθία διακριτών μεταβιβάσεων ηλεκτρονίων μπορούν να δώσουν το ίδιο αποτέλεσμα με μια αντίδραση αναδιάταξης. Ωστόσο, τα διαγράμματα δεν είναι απαραίτητα ρεαλιστικά. Στην αλλυλική αναδιάταξη, η αντίδραση είναι ιοντική.
Τρεις σημαντικές αντιδράσεις αναδιάταξης είναι οι 1,2-διατάξεις, οι περικυκλικές αντιδράσεις και η ολεφινική μετάθεση.
1,2-διατάξεις
Η αναδιάταξη 1,2 είναι μια οργανική αντίδραση κατά την οποία ένας υποκαταστάτης μετακινείται από ένα άτομο σε ένα άλλο άτομο σε μια χημική ένωση. Σε μια μετατόπιση 1,2, ο υποκαταστάτης μετακινείται μεταξύ δύο γειτονικών ατόμων. Είναι όμως δυνατή η μετακίνηση σε μεγαλύτερες αποστάσεις. Παραδείγματα είναι η αναδιάταξη Wagner-Meerwein:
.png)
και την αναδιάταξη Beckmann:
Περικυκλικές αντιδράσεις
Η περικυκλική αντίδραση είναι ένας τύπος αντίδρασης με πολλαπλή δημιουργία και διάσπαση δεσμών άνθρακα-άνθρακα. Η μεταβατική κατάσταση του μορίου έχει κυκλική γεωμετρία. Η αντίδραση εξελίσσεται με συντονισμένο τρόπο. Παραδείγματα είναι οι μετατοπίσεις υδριδίων
και την αναδιάταξη Claisen:
Μετάθεση ολεφινών
Η ολεφινική μετάθεση είναι μια τυπική ανταλλαγή των θραυσμάτων αλκυλιδενίου σε δύο αλκένια. Πρόκειται για καταλυτική αντίδραση με καρβένιο. Έχει ενδιάμεσα σύμπλοκα καρβένια μετάλλων μετάπτωσης.
Ερωτήσεις και απαντήσεις
Ερ: Τι είναι η αντίδραση αναδιάταξης;
Α: Η αντίδραση αναδιάταξης είναι μια οργανική αντίδραση όπου ο σκελετός άνθρακα ενός μορίου αλλάζει, με αποτέλεσμα να προκύπτει ένα δομικό ισομερές του αρχικού μορίου.
Ερ: Πώς μετακινούνται οι υποκαταστάτες κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης αναδιάταξης;
Α: Κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης αναδιάταξης, οι υποκαταστάτες μετακινούνται από ένα άτομο σε ένα άλλο άτομο εντός του ίδιου μορίου.
Ερ: Λαμβάνουν χώρα διαμοριακές αναδιατάξεις;
Α: Ναι, λαμβάνουν χώρα και διαμοριακές αναδιατάξεις.
Ερ: Χρησιμοποιούνται διαγράμματα με βέλη για να δείξουν πώς μεταφέρονται τα ηλεκτρόνια μεταξύ των δεσμών κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης αναδιάταξης;
Α: Ναι, μερικές φορές οι χημικοί σχεδιάζουν διαγράμματα με βέλη που δείχνουν πώς μεταφέρονται τα ηλεκτρόνια μεταξύ των δεσμών κατά τη διάρκεια μιας αντίδρασης αναδιάταξης. Πολλά βιβλία οργανικής χημείας έχουν τέτοια διαγράμματα.
Ερ: Είναι ρεαλιστικό να χρησιμοποιούνται καμπυλωτά βέλη που δείχνουν διακριτές μεταφορές ηλεκτρονίων όταν εξηγούνται περισυλλογικές αντιδράσεις;
Α: Όχι, οι αλληλεπιδράσεις των τροχιακών είναι σημαντικές στις περισυλλογικές αντιδράσεις και δεν μπορούν να εξηγηθούν με απλές διακριτές μεταφορές ηλεκτρονίων. Ωστόσο, η χρήση καμπύλων βελών που δείχνουν διακριτές μεταφορές ηλεκτρονίων μπορεί να δώσει το ίδιο αποτέλεσμα με μια αντίδραση αναδιάταξης.
Ερ: Είναι μια αλλυλική αναδιάταξη ιοντική ή ομοιοπολική;
Α: Μια αλλυλική αναδιάταξη είναι ιοντική.
Ερ: Ποιοι είναι τρεις σημαντικοί τύποι αντιδράσεων αναδιάταξης;
Α: Τρεις σημαντικοί τύποι αντιδράσεων ανασυγκρότησης είναι οι 1,2-ανασυγκροτήσεις, οι περικυκλικές αντιδράσεις και η ολεφινική μετάθεση.
