Reaksi Sikloadisi adalah perpaduan atau kombinasi dua sistem π-elektron
untuk membentuk sebuah cincin atom memiliki ikatan σ dua baru dan dua lebih sedikit π Obligasi disebut reaksi dienae. Jumlah π-elektron berpartisipasi dalam setiap komponen
diberikan dalam kurung sebelumnya nama, dan reorganisasi elektron dapat
digambarkan dengan siklus melengkung panah - masing-masing mewakili gerakan
sepasang elektron. Notasi ini diilustrasikan pada gambar di sebelah kanan.
Dienae reaksi pembentukan cincin digambarkan oleh panah biru, sedangkan proses
cycloreversion cincin-pembukaan yang ditunjuk oleh panah warna merah. Dicatat
bahwa jumlah anak-anak panah yang melengkung yang diperlukan untuk menunjukkan
reorganisasi ikatan setengah jumlah total dalam tanda kurung.
Reaksi
sikloadisi yang paling umum adalah siklisasi [4π + 2π] yang dikenal
sebagai reaksi Diels-Alder. Dalam terminologi Diels-Alder, dua reaktan disebut
sebagai diena dan dienofil. Diagram berikut menunjukkan dua contoh sikloadisi
[4π + 2π], dan dalam
persamaan kedua cahaya berikutnya menginduksi sikduksi [2π + 2π].
Reaksi sikloadisi tipe (2+2) mudah terjadi dengan adanya
cahaya dengan panjang gelombang yang sesuai, tetapi tidak mudah terjadi bila
campuran reaksi itu dipanaskan. Mudah dijelaskan dengan teori orbital garis
depan dengan mengandaikan bahwa electron electron mengalir dari HOMO satu
molekul ke LUMO molekul lain. Pada sikloadisi (2+2) etilena yang menghasilkan
siklobutana. Etilen mempunyai dua orbital π : π dan π*. Dalam keadaan dasar
π merupakan orbital bonding
dan HOMO, sedangkan π* adalah orbital antibonding dan LUMO. Dalam
suatu reaksi sikloadisi, HOMO dari molekul pertama harus bertumpang tindih
dengan LUMO dari molekul kedua karena HOMO pada molekul pertama tidak bertumpang
tindih dengan HOMO molekul kedua karena orbital tersebut telah terisi. Bersamaan
dengan menyatunya orbital π orbital orbital ini juga mengalami
hibridisasi menghasilkan ikatan ikatan sigma sp3 baru,
Dalam
setiap kasus, reaktan diena berwarna biru, dan ikatan-σ baru dalam adisi berwarna merah. The stereospecificity
reaksi ini harus jelas. Dalam contoh pertama, substituen aseton pada diena memiliki
konfigurasi-E yang identik, dan keduanya tetap saling melekat dalam adisi
siklik. Demikian pula, substituen ester pada dienofil memiliki
konfigurasi-trans yang dipertahankan dalam adisi. Reaktan dalam persamaan kedua
keduanya monosiklik, sehingga adduct siklikdisi memiliki tiga cincin. Orientasi
dari cincin beranggota enam quinone yang berkenaan dengan sistem bicycloheptane
(berwarna biru) adalah endo, yang berarti ia berorientasi pada jembatan
terpanjang atau lebih tak jenuh. Konfigurasi alternatif disebut exo.
Karena
dienophile (quinone) memiliki dua ikatan ganda aktif, reaksi sikloadisi kedua
dimungkinkan, asalkan diena yang cukup diberikan. Sikloadisi
kedua lebih lambat dari yang pertama, sehingga monoadduct yang ditampilkan di
sini mudah disiapkan dengan hasil yang bagus. Meskipun
produk [4 + 2] ini stabil untuk pemanasan lebih lanjut, ia mengalami sikddisi
[2 + 2] saat terkena sinar matahari. Perhatikan hilangnya dua ikatan karbon-karbon
dan pembentukan dua ikatan (berwarna merah) dalam transformasi ini. Juga
perhatikan bahwa pi-subskrip sering dihilangkan dari notasi [m + n] untuk
mayoritas sikloadisi yang melibatkan sistem π-elektron. Contoh-contoh reaksi sikloadisi:
DAFTAR PUSTAKA
Fessenden, 1985. Kimia Organik Jilid 2.
Jakarta : Erlangga.
Marham. S. 2008. Kimia Organik Fisik. Graha Ilmu. Yogyakarta.
Pine, S. H. 1988. Kimia Organik. Bandung :
ITB-Press.
Pertanyaan
Diskusi:
1.
Mengapa pada
senyawa etilena tidak bisa bereaksi secara sikloadisi tanpa adanya cahaya?
2.
Mengapa pada
senyawa 1,3 butadiena tidak memerlukan cahaya untuk dapat bereaksi dengan
etilena sebagai dieofil?
3.
Mengapa bentuk produk
ekso dari reaksi sikloadisi lebih stabil dibandingkan produk endo nya?
