Omlejringsreaktion
En rearrangementreaktion er organiske reaktioner, hvor et molekyls kulstofskelet omarrangeres. Resultatet er en strukturel isomer af det oprindelige molekyle. Ofte flyttes en substituent fra et atom til et andet atom i det samme molekyle. I eksemplet nedenfor flyttes substituenten R fra kulstofatom 1 til kulstofatom 2:
Der sker også intermolekylære omlægninger.
Nogle gange tegner kemikere diagrammer med pile, der viser, hvordan elektroner overføres mellem bindinger under en omlægningsreaktion. Mange lærebøger i organisk kemi indeholder sådanne diagrammer. Men de fortæller ikke hele historien om reaktionsmekanismen. Den egentlige mekanisme for en omlægning med en alkylgruppe i bevægelse er, at gruppen glider jævnt langs en binding, ikke at ioniske bindinger brydes og dannes. Et eksempel herpå er Wagner-Meerwein-omlægningen:
I pericykliske reaktioner er orbitalinteraktionerne vigtige. Reaktionerne kan ikke forklares ved en række simple diskrete elektronoverførsler. Men de buede pile, der viser en sekvens af diskrete elektronoverførsler, kan give det samme resultat som en omlægningsreaktion. Alligevel er diagrammerne ikke nødvendigvis realistiske. Ved allylisk omlægning er reaktionen ionisk.
Tre vigtige omlægningsreaktioner er 1,2-rearrangementer, pericykliske reaktioner og olefinmetathese.
1,2-omlægninger
En 1,2-rearrangement er en organisk reaktion, hvor en substituent flyttes fra et atom til et andet atom i en kemisk forbindelse. Ved en 1,2 forskydning flyttes substituenten mellem to tilstødende atomer. Men flytninger over større afstande er også mulige. Som eksempel kan nævnes Wagner-Meerwein-omlægningen:
.png)
og Beckmann-omlægningen:
Pericykliske reaktioner
En pericyklisk reaktion er en reaktionstype med flere kulstof-kulstof-bindinger, der dannes og brydes. Molekylets overgangstilstand har en cyklisk geometri. Reaktionen forløber i et samordnet forløb. Som eksempler kan nævnes hydridforskydninger
og Claisen-omlægningen:
Olefin-metatese
Olefinmetathese er en formel udveksling af alkylidenfragmenterne i to alkener. Det er en katalytisk reaktion med carbene. Den har overgangsmetalkomplekser af carbene som mellemprodukter.
Spørgsmål og svar
Spørgsmål: Hvad er en omlægningsreaktion?
Svar: En omlægningsreaktion er en organisk reaktion, hvor et molekyls kulstofskelet ændres, hvilket resulterer i en strukturel isomer af det oprindelige molekyle.
Sp: Hvordan flyttes substituenterne under en omarrangeringsreaktion?
Svar: Under en omarrangeringsreaktion flyttes substituenterne fra et atom til et andet atom i det samme molekyle.
Spørgsmål: Foregår der intermolekylære omlejringer?
Svar: Ja, der finder også intermolekylære omlejringer sted.
Spørgsmål: Bruges diagrammer med pile til at vise, hvordan elektroner overføres mellem bindinger under en omlægningsreaktion?
A: Ja, nogle gange tegner kemikere diagrammer med pile, der viser, hvordan elektroner overføres mellem bindinger under en omlægningsreaktion. Mange lærebøger i organisk kemi indeholder sådanne diagrammer.
Spørgsmål: Er det realistisk at bruge buede pile, der viser diskrete elektronoverførsler, når man forklarer pericykliske reaktioner?
A: Nej, orbitalinteraktionerne er vigtige i pericykliske reaktioner og kan ikke forklares ved hjælp af simple diskrete elektronoverførsler. Ved at bruge buede pile, der viser diskrete elektronoverførsler, kan man imidlertid opnå det samme resultat som ved en omarrangeringsreaktion.
Spørgsmål: Er en allylisk omlejring ionisk eller kovalent?
Svar: En allylisk omlejring er ionisk.
Sp: Hvilke tre vigtige typer af omlejringsreaktioner er der tale om?
A: Tre vigtige typer af omlejringsreaktioner er 1,2-rearragementer, pericykliske reaktioner og olefinmetathese.
