Кіріспе

Бір атом қосылу/алыну арқылы сақинаның түзілуі/үзілуі. Суретте хелетроптық реакциялар мысалы: 1-жағдай: жалғыз атом – карбонил көміртегі (|C=O), ол көміртегі моноксидіне (|C≡O|) айналады. 2-жағдай: жалғыз атом – диазенил тобындағы азот атомы (|N=N|), ол динитрогенге (|N≡N|) айналады. Жоғарыда көрсетілгендер хелетроптық жою реакциялары деп аталады, себебі реакция нәтижесінде кішкентай, тұрақты молекула бөлінеді. Бұл перициклдік реакциялардың бір түрі (атомдардың циклдық тізімі және байланысты циклдық өзара әрекеттесетін орбитальдар бар өтпелі күйді қамтитын химиялық реакция). Нақтырақ айтқанда, хелетроптық реакциялар – циклоқосылыстардың кіші классы. Хелетроптық реакциялардың ерекшелігі – реактивтердің біреуінде екі жаңа байланыс бір атомға түзіледі.

Теориялық талдау

Перициклдік өтпелі күйде кішкентай молекула сақинаға екі электрон қосады. Реакция процесі екі түрлі геометрия арқылы көрсетілуі мүмкін, кішкентай молекула сызықтық немесе сызықтық емес жолмен жақындауы мүмкін. Сызықтық жақындасуда, кішкентай молекуланың орбиталындағы электрондар тікелей π-жүйеге бағытталған. Сызықтық емес жақындасуда орбиталь қисық бұрышпен жақындайды. Кішкентай молекула жақындағанда π-жүйенің айналу қабілеті жаңа байланыстардың қалыптасуы үшін маңызды. Айналу бағыты жүйедегі π-электрондарының санына байланысты өзгереді. Төменде шекаралық молекулалық орбитальдарды қолдана отырып, төрт электронды π-жүйеге жақындаған екі электронды фрагменттің схемасы көрсетілген. Егер кішкентай молекула сызықтық жақындаса, айналу дисротаторлық болады, ал молекула сызықтық емес жақындаса, конротаторлық болады. Дисротаторлық және конротаторлық – π-жүйесіндегі байланыстардың айналуын сипаттайтын күрделі терминдер. Дисротаторлық қарама-қарсы бағыттарды, ал конротаторлық бірдей бағыттарды білдіреді. Бұл төмендегі схемада да көрсетілген. Гюкель ережесін пайдаланып, π-жүйенің ароматикалық немесе антиароматикалық екенін анықтауға болады. Егер ароматикалық болса, сызықтық жақындасулар дисротаторлық қозғалысты пайдаланады, ал сызықтық емес жақындасулар конротаторлық қозғалысты пайдаланады. Антиароматикалық жүйеде керісінше жағдай орын алады. Сызықтық жақындасуларда конротаторлық қозғалыс, ал сызықтық емес жақындасуларда дисротаторлық қозғалыс болады.