Dyotrope Reaktion
Eine dyotrope Reaktion ist eine Art von chemischer Reaktion. Sie findet statt, wenn eine organische Verbindung ihre Struktur ändert. Dabei springen zwei Substituenten von einer Stelle des Moleküls an eine andere. Es handelt sich um eine pericyclische Valenzisomerisierung, wenn sich zwei Sigma-Bindungen gleichzeitig an eine neue Stelle auf demselben Molekül bewegen. Dyotrope Reaktionen sind in der organischen Chemie wichtig. Sie können erklären, wie bestimmte Reaktionen ablaufen. Dyotrope Reaktionen können ein nützlicher Schritt bei der Herstellung großer und komplizierter Moleküle sein. Dyotrope Reaktionen wurden erstmals 1971 von Manfred T. Reetz beschrieben. Der Name "dyotrope Reaktion" stammt von dem griechischen Wort dyo, was "zwei" bedeutet. "Umlagerung" bedeutet, dass die Reaktion die Bindungen zwischen den Atomen auf einem einzelnen Molekül verändert.
In einer Reaktion vom Typ I tauschen zwei migrierende Gruppen ihre relative Position aus. Eine Reaktion vom Typ II beinhaltet eine Migration zu neuen Bindungsstellen ohne Positionsaustausch.
Typ I-Umlagerungen
Bei Typ-I-Rearrangements (Y-A-B-X-Konvertierung zu X-A-B-Y) sind die beiden wandernden Gruppen trans zueinander orientiert. Die Reaktion hinterlässt beide Gruppen auf den gegenüberliegenden Seiten. Das erste Beispiel einer dyotropen Umlagerung mit einer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindung wurde von Cyril A. Grob und Saul Winstein berichtet. Sie sahen den Austausch von zwei Bromatomen in einem bestimmten Steroid.
In einem einfachen Beispiel mutieren die beiden Bromatome in 3-tert-Butyl-trans-1,2-dibromhexan durch Erhitzen. Im Übergangszustand verbinden beide Bromatome symmetrisch zwei beide Kohlenstoffatome auf gegenüberliegenden Seiten und die Reaktion ist konzertiert. Chemiker haben auch schrittweise Mechanismen in dyotropen Reaktionen untersucht.
In der organischen Synthese ist eine wichtige dyotrope Reaktion die Umwandlung von 4-substituierten Gamma-Lactonen in Butyrolactone. Dyotrope Umlagerungen vom Typ I treten auch um Kohlenstoff-Sauerstoff-Bindungen herum auf. Ein Beispiel ist die Verwendung von Wärme zur Umwandlung von RRSi1R3C-O-Si2R3 in RRSi2R3C-O-Si1R3. (Diese Reaktion kann je nach Temperatur in beide Richtungen verlaufen.) Ein weiteres Beispiel ist die 1,2-Wittig-Umlagerung. Dyotrope Reaktionen können auch mit N-O-Bindungen oder N-N-Bindungen ablaufen.
Typ II-Umlagerungen
Bei Typ-II-Umlagerungen bewegen sich oft zwei Wasserstoffatome entlang eines Kohlenstoffskeletts. Dieser Reaktionstyp ist bei bestimmten Transferhydrierungen zu finden. Ein Beispiel ist der Wasserstofftransfer in syn-Sesquinorbornen-Disulfonen.
Fragen und Antworten
F: Was ist eine dyotrope Reaktion?
A: Eine dyotrope Reaktion ist eine Art von chemischer Reaktion, bei der eine organische Verbindung ihre Struktur verändert, indem zwei Substituenten von einer Stelle des Moleküls zu einer anderen springen. Es handelt sich um eine perizyklische Valenzisomerisierung, bei der zwei Sigma-Bindungen gleichzeitig an eine neue Stelle des gleichen Moleküls springen.
F: Warum sind dyotrope Reaktionen in der organischen Chemie wichtig?
A: Dyotrope Reaktionen sind in der organischen Chemie wichtig, weil sie erklären können, wie bestimmte Reaktionen ablaufen, und sie können als nützlicher Schritt bei der Herstellung großer und komplizierter Moleküle verwendet werden.
F: Wer hat dyotrope Reaktionen zuerst beschrieben?
A: Dyotrope Reaktionen wurden erstmals von Manfred T. Reetz im Jahr 1971 beschrieben.
F: Was bedeutet der Name "dyotrope Reaktion"?
A: Der Name "dyotrope Reaktion" stammt von dem griechischen Wort dyo, das "zwei" bedeutet. Rearrangement bedeutet, dass die Reaktion die Bindungen zwischen den Atomen eines einzelnen Moleküls verändert.
F: Was geschieht bei einer dyotropen Reaktion vom Typ I?
A: Bei einer dyotropen Reaktion vom Typ I tauschen zwei wandernde Gruppen ihre relative Position.
F: Wie unterscheidet sie sich von dyotropen Reaktionen vom Typ II?
A: Dyotrope Reaktionen vom Typ II beinhalten die Wanderung zu neuen Bindungsstellen ohne Positionsaustausch.
