周环反应中的同面-异面

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《《同面加成:π键以同一侧的两个轨道发生加成
异面加成:π键以异侧的两个轨道发生加成》》
像上图一样,在发生轨道重叠时,两个轨道的波相相同。这样的成键叫同面加成。
像上图那样,在成键时有一边是同波相,而另一边不是,这就不叫同面加成。另外不相同的波相不能发生同面加成,但可以发生异面的加成,能不能生成产物,主要看这种加成成环的张力是否过大。
以光照下乙烯与乙烯的【2+2】反应为例。
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发生反应,必须由一个乙烯分子的 HOMO 和另一个乙烯分子的 LUMO 重叠;但在加热条件下,一个乙烯分子的 HOMO 与另一个乙烯分子的 LUMO 发生同面-同面重叠时,一端是同相重叠,另一端是异相重叠,异相重叠代表一个反键,彼此是相互排斥的。而若采用同面-异面重叠,虽然轨道的对称性匹配,但由于张力太大,实际上无法实现。因此这一反应在热作用下是对称性禁阻的。在光照条件下,分子处于激发态,此时的HOMO和LUMO的波相匹配,可以成键,因此在光照下的乙烯环加成是对称性允许的。
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