Considera:
Encontré estos reordenamientos, pero no pude entender cuál es el mecanismo detrás de esto.
Cuando busqué en Internet encontré la página de Wikipedia _Reordenación del di-pi-metano_ .
Esto podría deberse al desplazamiento de los hidruros.
En la primera imagen, el enlace pi se desplaza en el carbono del que $\ce{H}$ es eliminado. A medida que el enlace pi abandona el primer carbono, éste se carga positivamente debido a la pérdida de electrones, y el $\ce{H}$ se convierte en $\ce{H^-}$ (ion hidruro) al aceptar el electrón. Por lo tanto, se denomina desplazamiento de hidruro. También estabiliza la molécula, ya que la molécula resultante está conjugada. Lo mismo puede aplicarse a las segundas y terceras imágenes.
Esto es para la segunda imagen. La tercera puedes hacerla tú mismo. Todas las moléculas resultantes se estabilizan debido a la conjugación.
Esto tiene sentido en cuanto a la estabilidad del producto final (excepto quizás el tercer ejemplo), pero todavía tiene que haber algo para superar la energía de activación inicial. ¿Es necesario que ocurra a reflujo? ¿Se necesita un catalizador?
No, no, no... El cambio de hidruro ocurre aquí pero se necesita un ácido fuerte para protonar reversiblemente el alqueno - es un simple reordenamiento de carbocación.
@Mesentery ya ha propuesto un posible mecanismo, y @CupC_56 ha intentado explicar por qué puede ocurrir. Los puntos de @Cup_C56 me parecen correctos, pero la explicación es bastante menos que ideal, por así decirlo, así que intentaré dar una explicación alternativa y espero que algo más sensata de por qué ocurre esto.
Efectivamente, se debe a la estabilización por resonancia de los productos conjugados que se forman debido a los reordenamientos que citas. Los compuestos estabilizados por resonancia tienen menor energía que los no estabilizados por resonancia, pero ¿por qué? Una de las posibles explicaciones es que la resonancia "promedia" los mínimos y máximos de energía entre las partes resonantes del compuesto. Este compuesto "suavizado" suele tener más simetría y, en la mayoría de los casos, las configuraciones simétricas son más estables que las asimétricas si ambas están sometidas a cantidades comparables de tensión estérica.
El reordenamiento es a un dieno conjugado porque la conjugación facilita la resonancia - si el $\pi$ -los bonos están demasiado alejados, el $\pi$ -Las nubes no pueden solaparse, lo que supone una resonancia (o deslocalización de electrones sobre $\pi$ -bonos). "Deslocalización" significa literalmente que el $\pi$ -Los electrones, en lugar de estar asociados a un enlace concreto entre 2 átomos de la molécula, forman parte de una extensión $\pi$ -sobre la molécula (un orbital molecular extendido formado por la superposición de orbitales moleculares parcial y totalmente ocupados y orbitales atómicos desocupados (cerca del $\sigma$ -(la premisa de la Teoría de los Orbitales Moleculares - ¡encuentre tiempo para leerla!). La probabilidad y la extensión del solapamiento, que determina la estabilización global, disminuye muy rápidamente con la separación entre los orbitales solapados - normalmente más allá de un enlace es muy débil, y más allá de 3 es insignificante.
Así que ahora te das cuenta de por qué es favorable que un sistema de dienos orgánicos sufra un reordenamiento a un sistema conjugado - este último está estabilizado por $\pi$ -Superposición de nubes, o "resonancia".
¿Estás familiarizado con la deslocalización de los enlaces pi? Si no es así, le sugiero que lo lea, ya que le ayudará a entender estos mecanismos, así como otras reacciones relacionadas con el benceno y sus homólogos.
Todas las estructuras que has representado en tu diagrama son compuestos conjugados (alternan enlaces dobles y simples), y por lo tanto la deslocalización de los enlaces pi es bastante fácil, en comparación con los compuestos insaturados normales. La deslocalización es básicamente la ruptura del enlace pi en un sitio, y el cambio de los electrones a otro sitio (formando un doble enlace en el proceso en el mismo sitio) en la misma molécula.
Cuando existen compuestos conjugados, la deslocalización es más fácil porque los complejos intermedios que se forman son bastante estables y, por tanto, se requiere menos energía para la ruptura de dichos enlaces pi. (Le sugiero encarecidamente que lea más sobre la estabilidad de los compuestos conjugados, ya que es un tema demasiado amplio para mencionarlo aquí).
NOTA: No todos los compuestos de su diagrama son conjugados. Para ser más específicos, el producto de cada reacción es.
Esta es una pista más de por qué los compuestos conjugados son más estables. Obviamente, estas reacciones proceden a formar dichos productos que son más estables que los reactivos.
Delocalization is basically the breakage of pi-bond at one site, and shift of the electrons to another site - No, no lo es. Ver aquí para conocer los detalles de este error tan común.
Bueno, estoy bastante seguro de que mi explicación es válida para dicha pregunta. Lo que he definido para la deslocalización es exacto, y estoy en total desacuerdo con la respuesta proporcionada en su enlace. Por favor, consulte el libro de Morrison Boyd de Química Orgánica para aclarar sus dudas.
No creo que nadie pueda afirmar que una esté más equivocada que la otra, pero estoy de acuerdo con @bon, ya que la ITV proporciona una descripción más sensata (y más acorde con las observaciones experimentales) de lo que llamamos "resonancia". Además, me ofende mucho la insinuación de que bon tenía alguna duda: por su respuesta, no lo parece. Por el contrario, su respuesta es algo sospechosa - nota intermediate complexes formed are quite stable, and hence lower energy is required for the breaking of such pi-bonds - ¿no debería ser que se requiere más energía para romper enlaces más fuertes, no menos?
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