Введение
Химическая реакция, в которой кольцо образуется или разрывается путем присоединения или отщепления одного атома.
[[File:Introduction. png|thumb|300px|right|Примеры хелетропных реакций:
Случай 1: единственный атом – это атом углерода карбонильной группы (|C=O), который в итоге образует монооксид углерода (|C≡O). Случай 2: единственный атом – это атом азота в диазенильной группе (|N=N), который в итоге образует динитроген (|N≡N). Вышеописанные реакции известны как хелетропные элиминирования, поскольку в ходе реакции выделяется небольшая, стабильная молекула. Хелетропные реакции являются типом перициклических реакций (химические реакции, включающие переходное состояние с циклической группировкой атомов и соответствующей циклической группировкой взаимодействующих орбиталей). В частности, хелетропные реакции являются подклассом циклоприсоединений. Ключевой отличительной чертой хелетропных реакций является то, что на одном из реагентов обе новые связи формируются с одним и тем же атомом.
[[File:Introduction. png|thumb|300px|right|Example cheletropic reactions:
Case 1: the single atom is the carbonyl carbon (|C\dO) that ends up in carbon monoxide (|C\tO). Case 2: the single atom is the nitrogen atom in the diazenyl group (|N\dN), which ends up as dinitrogen (|N\tN). The above are known as cheletropic eliminations because a small, stable molecule is given off in the reaction. are a type of pericyclic reaction (a chemical reaction that involves a transition state with a cyclic array of atoms and an associated cyclic array of interacting orbitals). Specifically, cheletropic reactions are a subclass of cycloadditions. The key distinguishing feature of cheletropic reactions is that on one of the reagents, both new bonds are being made to the same atom.
Теоретический анализ
В перициклическом переходном состоянии небольшая молекула передает два электрона кольцу. Процесс реакции можно представить, используя две различные геометрии: небольшая молекула может приближаться линейно или нелинейно. При линейном приближении электроны на орбитали небольшой молекулы направлены непосредственно к π-системе. При нелинейном приближении орбиталь подходит под наклонным углом. Способность π-системы вращаться по мере приближения небольшой молекулы имеет решающее значение для образования новых связей. Направление вращения будет различным в зависимости от количества π-электронов в системе. Ниже представлена схема приближения двухэлектронного фрагмента к четырехэлектронной π-системе с использованием граничных молекулярных орбиталей. Вращение будет дизротаторным, если небольшая молекула приближается линейно, и конротаторным, если молекула приближается нелинейно. Дизротаторное и конротаторное – это специальные термины, описывающие, как вращаются связи в π-системе. Дизротаторное означает вращение в противоположных направлениях, а конротаторное – в одном и том же направлении. Это также показано на схеме ниже. С помощью правила Гюкеля можно определить, является ли π-система ароматической или антиароматической. Если система ароматическая, то при линейном приближении используется дизротаторное движение, а при нелинейном – конротаторное. Для антиароматической системы справедливо обратное: при линейном приближении используется конротаторное движение, а при нелинейном – дизротаторное.