張正彪

（昭通學(xué)院，云南昭通 657000)

化學(xué)知識(shí)能改變世界，科技的力量可以讓世界呈現(xiàn)出不一樣的面貌。隨著時(shí)代的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越意識(shí)到化學(xué)知識(shí)對(duì)人類改變世界的重要性。為了推動(dòng)人類社會(huì)的進(jìn)步，這些年有很多的專業(yè)人員，參與到了研究活動(dòng)當(dāng)中。通過(guò)專項(xiàng)的研究，在提高了人類生活質(zhì)量的同時(shí)，又促使社會(huì)向前邁進(jìn)。在化學(xué)學(xué)科當(dāng)中，電環(huán)化反應(yīng)一直是研究者探究的熱點(diǎn)話題，在仔細(xì)觀察電環(huán)化反應(yīng)之后，研究人員往往能得到意想不到的研究成果，這些成果再反作用于后期的研究，會(huì)提高化學(xué)研究的整體質(zhì)量。這有利于專業(yè)人員開(kāi)展活力，也能促進(jìn)學(xué)校專職教師的教學(xué)工作。

1 電環(huán)化反應(yīng)的基本概念

電環(huán)化反應(yīng)是一種專業(yè)術(shù)語(yǔ)，通過(guò)觀察、分析電環(huán)化反應(yīng)，能產(chǎn)生一系列的科技產(chǎn)品。電環(huán)化反應(yīng)其實(shí)就是，在光和熱的作用之下，n個(gè)π電子組成線性體系，通過(guò)環(huán)狀進(jìn)行過(guò)渡，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗獾男螒B(tài)，在轉(zhuǎn)變的過(guò)程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生一個(gè)名叫“O”的環(huán)鍵，形成環(huán)化反應(yīng)和逆反應(yīng)，反應(yīng)形成之后會(huì)變成環(huán)烯烴，產(chǎn)生固定的反應(yīng)公式，這個(gè)反應(yīng)公式能解決同類研究中的諸多難題，因此后來(lái)者再進(jìn)行研究的時(shí)候可以套用其中的公式，這樣可以幫助研究者減輕工作負(fù)擔(dān)，提高工作效率。

2 電環(huán)化反應(yīng)的體系

由圖1可見(jiàn)，4n+2電子體系，由順旋和對(duì)旋組成，并且它們的組成模式是相對(duì)固定的。4n+2也形成了一種電子規(guī)則，這種規(guī)則是專門(mén)用來(lái)判斷芳香烴的，當(dāng)含有4n+2內(nèi)部存在π電子的時(shí)候，其內(nèi)部的電子就會(huì)產(chǎn)生穩(wěn)定性。4n+2的使用原則，就是用來(lái)判斷環(huán)狀共軛體系，是否達(dá)到研究人員預(yù)定要求的一條重要的標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這條標(biāo)準(zhǔn)，可以檢索出不必要的繁雜程序，幫助工作人員理清工作思路。目前4n+2體系能為電環(huán)化反應(yīng)提供比較專業(yè)的解釋，研究人員可以根據(jù)這條體系，找到更加科學(xué)的參數(shù)。

3 電環(huán)化反應(yīng)的表示辦法

圖1 4n+2體系示例

對(duì)于業(yè)內(nèi)的專業(yè)研究人員來(lái)說(shuō)，要想了解研究結(jié)果，其實(shí)有一個(gè)很快速的辦法，那就是通過(guò)指法去了解電環(huán)化的具體反映，通過(guò)手指就能了解研究結(jié)果，這是一種在業(yè)內(nèi)存在多年的方法，手指表示法是比較傳統(tǒng)的電環(huán)化反應(yīng)的表示方法，通過(guò)簡(jiǎn)單的手指動(dòng)作，研究者能夠清晰地了解環(huán)化反應(yīng)的具體情況，從而可以知道研究活動(dòng)，目前手指表示法是行業(yè)內(nèi)通用的方法，具體的表示方式有2種。

3.1 順旋的表示方法

“順旋”的定義源自順時(shí)針，所謂的順旋其實(shí)是指，人的左右兩只手，兩個(gè)大拇指同時(shí)指向一個(gè)方向，或者2個(gè)食指指向一個(gè)方向，則表示電環(huán)化反應(yīng)呈現(xiàn)順旋的模式，順旋模式之下操作會(huì)被禁阻。當(dāng)出現(xiàn)這個(gè)信號(hào)的時(shí)候，就提示實(shí)驗(yàn)者，暫停下一步的操作，并且要將研究結(jié)果記錄下來(lái)。

3.2 對(duì)旋的表示方法

人體的兩只手腕呈現(xiàn)出向下傾斜的狀態(tài)，同時(shí)右手的大拇指和左手的食指指出，則表示電環(huán)化反應(yīng)呈現(xiàn)對(duì)旋的情況，對(duì)旋模式之下更方便研究者去操作實(shí)驗(yàn)。當(dāng)出現(xiàn)對(duì)旋的信號(hào)時(shí)，這就要求實(shí)驗(yàn)者，可以加快操作的步伐，期間需要認(rèn)真觀察操作反應(yīng)，并且將反應(yīng)的細(xì)節(jié)詳細(xì)地記錄下來(lái)。

4 關(guān)于順旋對(duì)旋的解釋

4.1 順旋的具體解釋

順旋和順時(shí)針的概念是相對(duì)而言的，順旋其實(shí)是被加熱之后化學(xué)分子朝著順時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)，就被稱為順旋，順旋產(chǎn)生之后會(huì)從化學(xué)物中得到一種名叫“a”的物質(zhì)，這種物質(zhì)加熱的條件相對(duì)較多，需要實(shí)驗(yàn)者在操作的時(shí)候，更加細(xì)心一些，在充分具備反應(yīng)條件之后，才能開(kāi)始此項(xiàng)操作。

4.2 關(guān)于對(duì)旋的具體解釋

對(duì)旋是相對(duì)于逆時(shí)針而言的，對(duì)旋就是，被加熱之后分子朝著逆時(shí)針的方向旋轉(zhuǎn)，這個(gè)旋轉(zhuǎn)過(guò)程被稱為對(duì)旋。對(duì)旋產(chǎn)生之后，研究者會(huì)從化學(xué)物里面，提取到一種被命名為“b”的物質(zhì)。對(duì)于b來(lái)說(shuō)對(duì)外部的環(huán)境要求就沒(méi)有那么嚴(yán)格了，只要給足加熱溫度，就能產(chǎn)生研究者想要提取的“b”物質(zhì)。

5 電環(huán)化反應(yīng)中的順旋與對(duì)旋

在電環(huán)化反應(yīng)當(dāng)中，分子軌道需要保持守恒原理，在4n個(gè)π型電子當(dāng)中，共軛烯烴在發(fā)生電環(huán)化反應(yīng)時(shí)，必須要遵守一條定律：在外部加熱的環(huán)境之下，順旋反應(yīng)是被允許的，而對(duì)旋反應(yīng)卻是被禁止的。因此熱量是完成順旋對(duì)旋的重要參考條件，在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，需要考慮到反應(yīng)物的具體種類，它們會(huì)適應(yīng)什么樣的加熱溫度，研究者再根據(jù)這一情況，預(yù)想反應(yīng)的結(jié)果。在化學(xué)實(shí)驗(yàn)完成之后，要注意記錄公式，以期為后繼者的實(shí)驗(yàn)提供理論依據(jù)。在化學(xué)教材里面有一段記錄：乙二烯在被加熱之后會(huì)合生成反，二甲基環(huán)丁烯在被加熱的情況下，會(huì)合生成順。

6 電環(huán)化反應(yīng)的構(gòu)象概念

和其他的化學(xué)反應(yīng)不一樣的是，電環(huán)化反應(yīng)是不用化學(xué)催化劑為實(shí)驗(yàn)鋪墊的，不使用催化劑，利用充分的光熱條件，就可以促使分子完成化學(xué)反應(yīng)，電環(huán)化反應(yīng)的概念產(chǎn)生之后，也衍生出了行業(yè)內(nèi)的人比較熟悉的規(guī)律，其具體的呈現(xiàn)方式如圖2所示。

這條規(guī)律揭示出了酸化返排優(yōu)點(diǎn)，在同樣的條件下，不需要額外增加設(shè)備，也不需要大量的空間，就能產(chǎn)生非常奇妙的電環(huán)化反應(yīng)，這條規(guī)律為專業(yè)的研究人員，提供了具體的指導(dǎo)方案，根據(jù)這條規(guī)律可以解決很多，在研究過(guò)程中產(chǎn)生的問(wèn)題。

圖2 酸化反排流程示意圖

7 電環(huán)化反應(yīng)的特征

7.1 協(xié)同反應(yīng)的作用非常重要

產(chǎn)生反應(yīng)的時(shí)候沒(méi)有傳統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)的自由基，在電環(huán)化反應(yīng)產(chǎn)生的同時(shí)，中心的各種元素會(huì)順便完成協(xié)同反應(yīng)，這種協(xié)同反應(yīng)對(duì)化學(xué)過(guò)程具有促進(jìn)作用，它能幫助研究者取得較為科學(xué)的研究數(shù)據(jù)。

7.2 反應(yīng)的動(dòng)力是光和熱

和普通的化學(xué)反應(yīng)所需要的條件不一樣的是，電環(huán)化的反應(yīng)原料更加的環(huán)保，它只需要足夠的光和熱，具備足夠數(shù)量的反應(yīng)物，就能產(chǎn)生變化了。因此對(duì)于研究者來(lái)說(shuō)，在展開(kāi)專項(xiàng)研究的時(shí)候操作起來(lái)就更加方便了。

7.3 始終圍繞分子軌道守恒的規(guī)律進(jìn)行

分子軌道守恒定律是電環(huán)化反應(yīng)的基本特征，整個(gè)反應(yīng)過(guò)程始終都圍繞這條規(guī)律進(jìn)行。

8 結(jié)束語(yǔ)

專業(yè)的科技研究對(duì)國(guó)家的發(fā)展作用是不言而喻的，通過(guò)一系列的專業(yè)研究，能提升我國(guó)的科技水平。