Reacción pericíclica

Ejemplo de una reacción pericíclica: transposición norcardieno-ciclohexatrieno

En química orgánica, una reacción pericíclica es una reacción concertada en la que el estado de transición tiene una geometría cíclica. Las reacciones pericíclicas suelen ser reacciones de rearreglo. Una reacción pericíclica puede ser catalogada como:

Nombre Cambios de enlaces
Sigma Pi
Reacción electrocíclica + 1 -1
Cicloadición +2 -2
Reacción sigmatrópica 0 0
Reacción de transferencia de grupo + 1 -1
Reacción quelotrópica + 2 - 2
Reacción diotrópica 0 0

En general, se considera que estas reacciones están en equilibrio químico, aunque es posible desplazar el equilibrio en una dirección, diseñando una reacción en la que el producto tenga un contenido energético significativamente menor; esto es debido a una interpretación unimolecular del principio de Le Châtelier, por lo que existe un grupo de reacciones retropericíclicas.

Mecanismo

Frecuentemente, las reacciones pericíclicas tienen pasos relacionados asociados con procesos de radicales. Algunas reacciones pericíclicas, como las cicloadiciones [2+2], son 'controversiales', porque no se conoce definitivamente si su mecanismo es concertado, o pueda depender del sistema reactante. Las reacciones pericíclicas suelen tener análogos catalizados por metales, aunque generalmente estas no son técnicamente pericíclicas, dado que proceden vía intermediarios estabilizados por el metal, y por tanto no son concertadas.

La teoría del estado de transición aromático asume que el estado de transición de mínima energía para un proceso pericíclico es aromático. Para reacciones que involucran a sistemas de 4n+2 electrones π (2,6,10... electrones), se han propuesto estados de transición de tipo Huckel donde la porción reactiva de la molécula presenta una estructura geométrica plana. En sistemas 4n π (4,8,12... electrones) se han propuesto estados de transición de Mobius, lo que implica un giro para ser aromáticos o requieren de un nodo.

La reacción pericíclica más 'grande' fue un cierre de anillo [14 pi] en una corrina, llevada a cabo por Albert Eschenmoser.

Debido al principio de reversibilidad microscópica, hay un conjunto paralelo de reacciones "retro" pericíclicas, que llevan a cabo la reacción inversa.