Dyotropisk reaktion
En dyotropisk reaktion er en type kemisk reaktion. Det er, når en organisk forbindelse ændrer sin struktur. To substituenter springer fra et sted på molekylet til et andet. Der er tale om en pericyklisk valensisomerisering, når to sigmabindinger samtidig flytter sig til et nyt sted på det samme molekyle. Dyotropiske reaktioner er vigtige i organisk kemi. De kan forklare, hvordan visse reaktioner fungerer. Dyotrope reaktioner kan være et nyttigt skridt i fremstillingen af store og komplicerede molekyler. Dyotropiske reaktioner blev første gang beskrevet af Manfred T. Reetz i 1971. Navnet "dyotropisk reaktion" kommer fra det græske ord dyo, der betyder "to". "Rearrangement" betyder, at reaktionen ændrer bindingerne mellem atomerne på et enkelt molekyle.
I en type I-reaktion udveksler to migrerende grupper deres relative positioner. En type II-reaktion indebærer migration til nye bindingssteder uden positionsudveksling.
Type I-omlægninger
I type I-omlægninger (Y-A-B-X-omdannelse til X-A-B-Y) er de to migrerende grupper orienteret i trans-retning i forhold til hinanden. Reaktionen efterlader begge grupper på de modsatte sider. Det første eksempel på en dyotropisk omlægning med en kulstof-kulstof-binding blev rapporteret af Cyril A. Grob og Saul Winstein. De så udvekslingen af to bromatomer i et bestemt steroid.
I et simpelt eksempel mutarotateres de to bromatomer i 3-tert-butyl-trans-1,2-dibromhexan ved opvarmning. I overgangstilstanden forbinder begge bromatomer symmetrisk to begge kulstofatomer på modsatte sider, og reaktionen er samordnet. Kemikere har også undersøgt trinvise mekanismer i dyotrope reaktioner.
I organisk syntese er en vigtig dyotropisk reaktion omdannelsen af 4-substituerede gamma-lactoner til butyrolactoner. Der forekommer også dyotrope omlejringer af type I omkring kulstof-oxygenbindinger. Et eksempel er anvendelse af varme til at ændre RRSi1R 3C-O-Si 2R 3til RRSi 2R 3C-O-Si 1R 3. (Denne reaktion kan gå i begge retninger afhængigt af temperaturen.) Et andet eksempel er 1,2-Wittig-omlægningen. Dyotropiske reaktioner kan også ske med N-O-bindinger eller N-N-bindinger.
Type II-omlægninger
Type II-omlægninger involverer ofte to hydrogenatomer, der bevæger sig langs et kulstofskelet. Denne reaktionstype kan findes i visse overførselshydrogeneringer. Et eksempel er hydrogenoverførsel i syn-sesquinorbornen-disulfoner.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er en dyotropisk reaktion?
Svar: En dyotropisk reaktion er en type kemisk reaktion, hvor en organisk forbindelse ændrer sin struktur ved at lade to substituenter springe fra et sted på molekylet til et andet. Der er tale om en pericyklisk valensisomerisering, når to sigmabindinger samtidig flytter sig til et nyt sted på det samme molekyle.
Spørgsmål: Hvorfor er dyotrope reaktioner vigtige i organisk kemi?
Svar: Dyotrope reaktioner er vigtige i organisk kemi, fordi de kan forklare, hvordan visse reaktioner fungerer, og fordi de kan bruges som et nyttigt trin i fremstillingen af store og komplicerede molekyler.
Spørgsmål: Hvem beskrev dyotrope reaktioner først?
A: Dyotrope reaktioner blev først beskrevet af Manfred T. Reetz i 1971.
Spørgsmål: Hvad betyder navnet "dyotropisk reaktion"?
A: Navnet "dyotropisk reaktion" kommer af det græske ord dyo, der betyder "to". Omlægning betyder, at reaktionen ændrer bindingerne mellem atomerne på et enkelt molekyle.
Spørgsmål: Hvad sker der under en dyotropisk reaktion af type I?
Svar: Ved en dyotropisk reaktion af type I bytter to vandrende grupper deres relative positioner.
Spørgsmål: Hvordan adskiller den sig fra dyotrope reaktioner af type II?
Svar: Dyotrope reaktioner af type II indebærer migration til nye bindingssteder uden positionsudveksling.
