Language
Country/Area
No result found
النظام التقليدي في مقابل النظام الحديث للاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية: كيف نصف تفاعلات الإضافة الحلقية بدقة؟
تفاعل الإضافة الحلقية هو تفاعل كيميائي مهم في الكيمياء العضوية ويظهر غالبًا في الكيمياء التركيبية. يتضمن هذا التفاعل اتحاد جزيئين أو أكثر غير مشبعين أو أجزاء من نفس الجزيء لتشكيل منتج إضافة حلقية وظيفي مع انخفاض في عدد الروابط إلى تعقيد محدد. تتم العديد من تفاعلات الإضافة الحلقية بشكل منسق، أي أن تكوين الرابطة وكسرها يحدثان في عملية واحدة، في حين تتم تفاعلات أخرى على مراحل. يوفر هذا التفاعل وسيلة لتكوين روابط كربون-كربون مستقلة عن النواة أو المحبة للإلكترون.
ومع ذلك، فإن الطريقة التي يتم بها وصف هذه التفاعلات قد تغيرت بمرور الوقت: من نظام تدوين قديم إلى معيار IUPAC الحديث، تعكس هذه العملية سعي مجتمع الكيمياء إلى الدقة والاتساق.
نظام تدوين تفاعلات الإضافة الحلقية
يمكن وصف تعريف تفاعلات الإضافة الحلقية وفقًا لأنظمة تدوين مختلفة. كانت التدوينات القديمة تعتمد على عدد الذرات الخطية في المتفاعلات، والتي يتم التعبير عنها عادة بين قوسين، كما في (i + j + …)، حيث تشير المتغيرات إلى عدد الذرات الخطية في كل متفاعل. سيتم تمثيل منتجات التفاعل على شكل حلقة (i + j + …). على سبيل المثال، يتم تعريف تفاعل ديلز-ألدر القياسي على أنه إضافة حلقية (4 + 2).
على النقيض من ذلك، فإن معايير IUPAC الأحدث تركز بشكل أكبر على عدد الإلكترونات المشاركة في تكوين المنتجات بدلاً من مجرد عدد الذرات. في هذا النظام، يتم تعريف تفاعل ديلز-ألدر القياسي على أنه إضافة حلقية [4 + 2]، مما يسمح بالتعبير عن أنواع مختلفة من التفاعلات بطريقة أكثر توحيدًا.
تفاعل الإضافة الحلقية الحرارية وكيمياء الفراغ
تتضمن تفاعلات الإضافة الحلقية الحرارية عادةً تفاعلات في الحالة الأرضية وعادةً ما تحتوي متفاعلاتها على (4n + 2) إلكترونات π، وفي معظم الحالات تكون هذه التفاعلات متماثلة في السلوك، مثل التفاعل فوق الوجهي-فوق الوجهي (التفاعل الفراغي متماثل/متماثل). ومع ذلك، تشير الأمثلة القليلة المذكورة إلى أن بعض التفاعلات تحدث بطريقة مضادة للوجه-مضادة للوجه (مضادة للكيمياء الفراغية).من الجدير بالذكر أن بعض عمليات الإضافة الحلقية الحرارية، مثل الإضافة الحلقية [2 + 2]، تنطوي على 4n إلكترون π. تستمر هذه التفاعلات بطريقة فوق الوجه - وسط الوجه. بالنسبة لبعض الأوليفينات المجهدة، مثل مشتقات الترانس سيكلوبوتين، هناك أيضًا تقارير تشير إلى أنها تتحرك بطريقة عكسية الوجه في تفاعلات إضافة الحلقة [2 + 2].
تفاعل الإضافة الحلقية الضوئية
يمكن أن يؤدي الإثارة الضوئية الكيميائية أيضًا إلى تفاعلات الإضافة الحلقية. في هذه الحالات، يتسبب أحد المكونات في قفزة إلكترونية من HOMO (رابطة باي) إلى LUMO (رابطة باي المضادة)، وهي العملية التي تسمح للتفاعل بالمضي قدما بطريقة فوق وجهية-فوق وجهية. على سبيل المثال، يندرج رد فعل دي مايو ضمن هذه الفئة.
عندما يتم تنفيذ هذه التفاعلات في الحالة الصلبة، يمكن للتأثيرات فوق الجزيئية أيضًا أن تؤثر على الإضافة الحلقية، مما يجعل النتائج أكثر تنوعًا في ظل ظروف معينة.
أنواع مختلفة من تفاعلات الإضافة الحلقية
تفاعل ديلز-ألدر
يعتبر تفاعل ديلز-ألدر أحد أهم تفاعلات الإضافة الحلقية. رسميًا، هو تفاعل إضافة حلقية [4 + 2] يشمل مجموعة متنوعة من الأشكال. يتضمن ذلك تفاعل ديلز-ألدر للطلب العكسي للإلكترون، وتفاعل معدن الهيكساديسين، وما إلى ذلك. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن إجراء هذا التفاعل بطريقة عكسية، أي تفاعل ديلز-ألدر الرجعي.
إضافة دورة هويسجين
تفاعل الإضافة الحلقية لهويسجن هو عبارة عن إضافة حلقية (2+3).
إضافة النيتروجين إلى الأوليفينات
تنتمي عملية إضافة النيترينات - الأوليفينات إلى عملية إضافة النيترينات (3+2).
التفاعلات الكيميائية
التفاعلات الكيلتروبية هي فئة فرعية من الإضافات الحلقية حيث تكون الرابطتان الجديدتان لأحد الكواشف في التفاعل على نفس الذرة. من الأمثلة الكلاسيكية على ذلك تفاعل ثاني أكسيد الكبريت مع الديينات.
إضافة حلقة رسمية
غالبًا ما تتضمن عمليات الإضافة الحلقية الرسمية محفزات معدنية أو تفاعلات مماثلة تولد الجذور الحرة على مراحل، ولكن لا يتم اعتبارها تفاعلات إضافة حلقية بشكل صارم. يمكن إجراء بعض الإضافات الحلقية الرسمية [3+3] بمساعدة المحفزات.
إن أهمية هذه التفاعلات في الصناعات المختلفة والتقدم التكنولوجي دفعت العلماء إلى استكشاف وتحديث فهمهم ووصفهم بشكل مستمر. هل تعتقد أن طريقة تسمية هذه التفاعلات ستستمر في التغير مع ظهور أبحاث جديدة؟
