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Elektrocyclische Reaktion und deren 3D-Visualisierung

Torquoselektivität

Bei der Ringöffnung geeignet substituierter Moleküle können aufgrund der beiden möglichen Drehrichtungen zwei Stereoisomere entstehen, die oft in unterschiedlichen Mengen vorhanden sind.

Abb.1
Thermische conrotatorische Ringöffnung von Cyclobuten

Aufgrund von stereoelektronischen Effekten kann eine Rotationsrichtung der conrotatorischen oder der disrotatorischen Ringöffnung vor der anderen bevorzugt sein. Dieses bezeichnet man als Torquoselektivität. In der Regel bewirken Elektronenakzeptoren als Substituenten eher eine Drehung nach innen, während Elektronendonatoren tendenziell eher eine Drehung nach außen zur Folge haben.

Abb.2
Abb.3
Abb.4
  • Die Stereochemie der Produkte wird nicht durch sterische Effekte bestimmt.
  • e-Akzeptor-Substituenten bevorzugen die Rotation nach innen, e-Donor-Substituenten die nach außen.
  • Theoretische Berechnungen können die experimentellen Ergebnisse vorhersagen.

Literatur

  • Dolbier, W. R.; Koroniak, H.; Houk, K. N.; Sheu, C. (1996): Electronic Control of Stereoselectivities of Electrocyclic Reactions of Cyclobutenes: A Triumph of Theory in the Prediction of Organic Reactions. In: Acc. Chem. Res.. 29 , 471-477
  • Poster von der 16th IUPAC Conference on Physical-Organic Chemistry. University of California, San Diego, CA. August 2002: "Origins of Inward Torquoselectivity by Silyl Groups and other σ-Acceptors"
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