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电环重排英文解释翻译、电环重排的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【化】 electrocyclic rearrangement

分词翻译:

电的英语翻译:

electricity
【计】 telewriting
【化】 electricity
【医】 Elec.; electricity; electro-; galvano-

环的英语翻译:

annulus; hem in; link; loop; ring; surround
【计】 ring up; toroid
【化】 ring
【医】 annuli; anulus; band; circle; circulus; cycle; cyclo-; gyro-; loop; orb
ring; verge

重排的英语翻译:

recomposition; reset
【计】 arrange; derangement; rearrangement
【化】 rearrangement

专业解析

电环重排(Electrocyclic Rearrangement) 是有机化学中一类重要的周环反应(Pericyclic reaction),属于分子内重排反应。其核心特征是一个线性共轭多烯(如共轭二烯、三烯)分子末端的两个原子,通过协同的、环状过渡态,形成一个新的 σ 单键,从而闭环生成一个环状烯烃;或者其逆过程,环状烯烃开环生成一个线性共轭多烯。该反应具有高度的立体选择性,其立体化学过程(顺旋或对旋)由Woodward-Hoffmann规则精确预测,取决于参与反应的 π 电子数和反应条件(加热或光照)。

关键特征与汉英对照解析:

  1. 反应本质 (Nature of Reaction):

    • 分子内重排 (Intramolecular Rearrangement): 反应发生在一个分子内部,不涉及与其他分子的加成或消除。
    • 协同机理 (Concerted Mechanism): 所有键的断裂和形成在一步中协同完成,经过一个环状过渡态,通常没有离子或自由基中间体生成。
    • 周环反应 (Pericyclic Reaction): 属于周环反应大类,遵循轨道对称性守恒原理(伍德沃德-霍夫曼规则)。
  2. 反应物与产物 (Reactant and Product):

    • 反应物 (Reactant): 通常是具有 n 个 π 电子的线性共轭多烯烃 (Linear Conjugated Polyene),例如共轭二烯(4π 电子)、共轭三烯(6π 电子)等。
    • 产物 (Product): 闭环时生成一个环状烯烃 (Cyclic Alkene),其环大小比原共轭体系少一个原子(例如,4碳共轭二烯闭环生成环丁烯)。开环时则相反。
    • 可逆性 (Reversibility): 电环化反应通常是可逆的,闭环和开环方向取决于热力学稳定性(温度)和 Woodward-Hoffmann 规则的选择性要求。
  3. 立体选择性 (Stereoselectivity) - Woodward-Hoffmann 规则:

    • 这是电环重排最核心的特征之一,决定了新形成的 σ 键的立体化学(构型)。
    • 电子数决定方式 (Mode determined by electron count):
      • 4n π 电子体系 (4n π-electron system): (例如 n=1, 4π 电子,如丁二烯闭环成环丁烯)
        • 加热 (Thermal):顺旋 (Conrotatory) - 两个末端碳原子围绕新形成的键旋转方向相同(同向旋转)。
        • 光照 (Photochemical):对旋 (Disrotatory) - 两个末端碳原子围绕新形成的键旋转方向相反(反向旋转)。
      • 4n+2 π 电子体系 (4n+2 π-electron system): (例如 n=1, 6π 电子,如己三烯闭环成环己二烯)
        • 加热 (Thermal):对旋 (Disrotatory)
        • 光照 (Photochemical):顺旋 (Conrotatory)
    • 这种立体选择性源于反应过程中最高占据分子轨道(HOMO)的对称性要求,是轨道对称性守恒原理的直接体现。
  4. 命名解析 (Etymology):

    • 电环 (Electrocyclic): “Electro-” 指涉及电子(特别是 π 电子)的重新分布和成键变化,“-cyclic” 指形成或打开一个环状结构。
    • 重排 (Rearrangement): 指原子连接方式发生改变,分子骨架发生重组,形成新的化学键(σ 键)并伴随 π 键的重新组织。

权威参考来源:

  1. Clayden, J., Greeves, N., & Warren, S. (2012). Organic Chemistry (2nd ed.). Oxford University Press. (Chapter 35: Pericyclic reactions 1: cycloadditions) - 国际权威有机化学教材,对周环反应(包括电环化反应)有系统深入的讲解,涵盖机理、立体化学规则和应用。
  2. IUPAC. Compendium of Chemical Terminology (the "Gold Book"). (Online version: https://goldbook.iupac.org/, Search for "electrocyclic reaction") - 国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)的标准化学术语定义,提供最权威的术语解释。
  3. 《中国化学会:有机化学命名原则》 - 国内化学命名的权威依据,其中包含对“电环化反应”等术语的中文标准译名和定义。
  4. McMurry, J. (2016). Organic Chemistry (9th ed.). Cengage Learning. (Chapter 30: Orbitals and Organic Chemistry: Pericyclic Reactions) - 另一本广泛使用的经典有机化学教材,对电环化反应的原理和实例有清晰阐述。

应用实例: 电环重排在天然产物合成、药物合成和理论化学研究中具有重要地位。例如,维生素 D 在体内的生物合成途径中就涉及关键的电环开环反应。

网络扩展解释

电环重排(Electrocyclic rearrangement)是有机化学中的一类周环反应,指共轭多烯体系通过环状过渡态发生π键的重新组合,导致环的闭合或打开,并伴随立体化学变化的过程。以下是其关键要点:

  1. 反应机理
    在光或热条件下,共轭双键的π电子发生协同的环状迁移。例如,1,3-丁二烯在加热时可能通过[4π]电环化形成环丁烯,或反之环丁烯开环成丁二烯()。反应遵循分子轨道对称守恒原理(伍德沃德-霍夫曼规则),热反应通常以顺旋方式(相邻轨道同向旋转)进行,而光反应则倾向于对旋方式(相邻轨道反向旋转)。

  2. 立体化学特征
    反应的立体选择性取决于取代基的排列方式。例如,顺式共轭双烯电环化可能生成反式环状产物,反之亦然。这种特性在天然产物合成(如维生素D衍生物的合成)中具有重要应用。

  3. 应用领域
    该反应广泛用于构建环状分子骨架,例如:

    • 合成四元环(环丁烷衍生物)
    • 制备药物中间体(如某些抗生素结构)
    • 光响应材料的设计
  4. 与其他反应的区别
    不同于环加成(如Diels-Alder反应)或σ迁移(如Cope重排),电环重排仅涉及单一共轭体系内的π键重组,不引入新原子或基团。

如需进一步了解具体反应实例或量子力学层面的解释,可参考《高等有机化学》或相关研究文献。

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