6π Electrocyclic Ring Closure (Thermal, Disrotatory)
6π電子環状反応(熱・disrotatory): (2E,4Z,6E)-2,4,6-オクタトリエン→cis-5,6-ジメチル-1,3-シクロヘキサジエン
1,3,5-ヘキサトリエン ⇌ 1,3-シクロヘキサジエン(6π電子系)
1,3,5-トリエンの両端が結合して環をつくる6π電子環状反応で、熱では disrotatory に回る。
巻矢印はA=攻撃 / B=脱離・π形成 / C=プロトン移動。本文の (A)(B)(C) は図中の同色の矢印を指します。
試薬・条件Δ
6π電子系の両末端C2とC7が新しいσ結合をつくり6員環へ。3組のπが同じ向きに環状に流れ、二重結合はC3=C4とC5=C6へ移る。熱条件ではHOMO(ψ3)の末端ローブの対称性から、両末端が互いに逆向きに回るdisrotatory(対旋電子環状反応で、両末端の炭素が互いに逆向きに回転して環を閉じる・開く様式。)閉環となる。出発物の幾何が(2E,4Z,6E)(trans,cis,trans)なので、disrotatoryだと2つのメチルが同じ面に来てcis(=メソ、C2とC7がR/S一対)の単一立体異性体を与える。逆に光照射(conrotatory)ならtransになるのが立体特異性出発物の立体配置に応じて、生成物の立体が一義的に決まる性質。の核心。
Q.なぜ中間体反応の途中で一時的にできる、ある程度の寿命を持つ化学種。遷移状態とは別物である。を経ず1段(協奏的複数の結合の切断と生成が、中間体を経ずに一度に同時に起こるさま。)で閉じるのか
A.6π電子が環状に巡る芳香族的な遷移状態結合が切れかけ・できかけの、エネルギーが最も高い一瞬の状態。取り出すことはできない。(ヒュッケル型)を通れるから。3本のπの6電子が同位相で重なり、熱で許容されるジスロタトリーの回旋で両末端炭素が回りながら新しいσができ、πが組み替わる。電荷やラジカル不対電子を1つ持つ、反応性の高い化学種。電荷を持たないことが多い。の中間体を作るより低障壁。
6π系(4n+2)の熱条件はHOMO(ψ₃)の末端位相から逆旋的が許容。両末端のCH₃(ともに外側)が同じ面に来てcis体になる。
同じ中間体・対になる選択性・連続する変換など、位置の近い反応です。反応マップで全体の中での位置も見られます。
原子の保存・電子の流れ・生成物への到達を機械で検証しています。妥当な経路は複数ありえます。
| 矢印⇄結合変化の整合 | 整合 — fail=0 / check=0(全1段) |
|---|---|
| 電荷保存 | 保存 — 全段で電荷保存 |
| 中間体の鎖の連続 | 連続 — 中間体の鎖が連続 |
| 生成物への到達(内部整合) | 到達 — 看板の生成物が機構中で実際に生成 |
| 生成物の分子式 | C8H12 |
| PubChem 照合 | 緑・完全一致(CID 13412122) (5S,6R)-5,6-dimethylcyclohexa-1,3-diene |