對旋

對旋和旋旋是一對相對的概念，是周環反應中電環化反應的專門名詞。外旋是指兩個鍵朝向相反的方向旋轉，可分為內向對旋和外向對旋。另外，電環化反應的專門名詞是用來描述一個π體系末端的p軌道是如何旋轉的。概述圖中兩個p軌道按照相反的方向轉動（一個順時針，另一個逆時針），該過程則稱為對旋。含σ鍵原子轉動方向也用相同的術語表示。

基本介紹

• 中文名：對旋
• 外文名：disrotatory
• 相對應的概念：順旋
• 隸屬領域：有機化學周環反應

釋義

對旋和順旋是電環化反應中兩個恰好想反的術語。對旋，英文名稱為disrotatory，是用來描述一個π體系末端的p軌道是按照想反的方向旋轉的。（參與成環或閉環其中的一個p軌道是按順時針，另外一個p軌道是按逆時針旋轉的。）無論順旋、對旋與否，其旋轉方向的改變是取決於電子數和軌道的相互作用。對旋可以分為對向旋轉和外向旋轉，其旋轉方向將影響反應的立體化學結果。如下圖所示的順旋、對旋的過程的定義。

順選、對旋過程的定義

規律

如下圖所示熱電環化反應（n個π電子到n-2個π電子加一個σ鍵）規則的圖表：

熱電環化反應的規則

假設在反式順式反式-2,4,6-辛三烯轉變成甲基環己二烯的反應熱條件之下，。由於基板辛三烯是一個“4n + 2個電子”的分子，電環化反應( Woodward-Hoffman rules)預測該反應發生在一個對旋的形成機制下。

由於發生在HOMO中的熱電環反應，首先要得到適當的分子軌道。接著，將新的碳 - 碳鍵是通過取2個的p軌道的和旋轉這些軌道90度（圖）而形成。由於新的鍵，需要進行建設性的重疊，所以該軌道必須以一定的方式進行旋轉。對旋方式將造成兩個黑色裂片重疊，以形成一個新鍵。因此，辛三烯反應的發生是通過對旋形成的機制。

相反，如果已經執行一個順旋便會造成一白葉重疊一黑葉。這將會造成破壞性的干擾而且不會有的任何新的碳 - 碳鍵形成。

此外，該產物的順式或反式的幾何形狀將可以被確定。當p軌道分別向內轉動,也造成了兩個甲基向上旋轉。由於兩個甲基的所朝的方向為"上"，則該產物為順-二甲基環己二烯。

對旋舉例

舉例

如下圖所示的兩個環三烯的熱力學的旋轉產物，兩個分子都是發生了對旋作用，最後生成其中一個碳原子的手性有差異的情況，原因是在於兩個環三烯中的一個雙鍵的構型是不同的，最終導致了產物中一個碳的手性剛好相反。

兩個環三烯的對旋產物的差異

電環化的選擇規則也可以解釋環丙基鹵化物的溶劑解速率隨立體化學不同而表現出的差異。例如，下圖中顯示了各反應物溶劑解的相對速率。雖然全順式結構的反應物最不穩定，但它的異構體在乙酸中150℃下的反應速率要比它快1000倍。究其原因，就是溶劑解反應涉及開環形成烯丙基正離子的過程，從圖中的前線分子軌道分析可以看出，開環是通過對旋方式進行的，而這種運動在全順式的異構體中要發生旋轉，必定會導致甲基間的相互碰撞，大大阻礙反應的進行。

環丙基鹵化物的溶劑解速率比較