En química orgánica , una reacción electrocíclica puede clasificarse como conrotatoria o disrotatoria según la rotación en cada extremo de la molécula . En el modo conrotatorio, ambos orbitales atómicos de los grupos finales giran en la misma dirección (por ejemplo, ambos orbitales atómicos giran en el sentido de las agujas del reloj o en el sentido contrario). En el modo disrotatorio, los orbitales atómicos de los grupos finales giran en direcciones opuestas (un orbital atómico gira en el sentido de las agujas del reloj y el otro en el sentido contrario). La geometría cis/trans del producto final está determinada directamente por la diferencia entre conrotación y disrotación.
Para determinar si una reacción particular es conrotatoria o disrotatoria, se puede examinar los orbitales moleculares de cada molécula y aplicar un conjunto de reglas. Solo se requieren dos datos para determinar la conrotación o disrotación utilizando el conjunto de reglas: cuántos electrones hay en el sistema pi y si la reacción es inducida por calor o por luz . Este conjunto de reglas también se puede derivar de un análisis de los orbitales moleculares para predecir la estereoquímica de las reacciones electrocíclicas.
El análisis de una reacción electrocíclica fotoquímica implica los diagramas HOMO , LUMO y de correlaciones.
Un electrón es promovido al LUMO cambiando el orbital molecular frontera involucrado en la reacción.
Supongamos que el trans-cis-trans-2,4,6-octatrieno se convierte en dimetilciclohexadieno en condiciones térmicas. Como el sustrato octatrieno es una molécula "4n + 2", las reglas de Woodward-Hoffmann predicen que la reacción ocurre en un mecanismo disrotatorio.
Como en el HOMO se producen reacciones electrocíclicas térmicas, primero es necesario dibujar los orbitales moleculares apropiados . A continuación, se forma el nuevo enlace carbono-carbono tomando dos de los orbitales p y rotándolos 90 grados (ver diagrama). Como el nuevo enlace requiere una superposición constructiva, los orbitales deben rotarse de una determinada manera. Realizar una disrotación hará que los dos lóbulos negros se superpongan, formando un nuevo enlace. Por lo tanto, la reacción con el octatrieno ocurre a través de un mecanismo disrotatorio.
Por el contrario, si se hubiera realizado una conrotación, un lóbulo blanco se habría superpuesto a un lóbulo negro, lo que habría provocado una interferencia destructiva y no se habría formado ningún nuevo enlace carbono-carbono.
Además, también se puede determinar la geometría cis/trans del producto. Cuando los orbitales p se rotaron hacia adentro, también provocó que los dos grupos metilo rotaran hacia arriba. Dado que ambos metilos apuntan "hacia arriba", entonces el producto es cis -dimetilciclohexadieno.
