張正彪

（昭通學院，云南昭通 657000)

化學知識能改變世界，科技的力量可以讓世界呈現(xiàn)出不一樣的面貌。隨著時代的發(fā)展，人們越來越意識到化學知識對人類改變世界的重要性。為了推動人類社會的進步，這些年有很多的專業(yè)人員，參與到了研究活動當中。通過專項的研究，在提高了人類生活質(zhì)量的同時，又促使社會向前邁進。在化學學科當中，電環(huán)化反應(yīng)一直是研究者探究的熱點話題，在仔細觀察電環(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，會提高化學研究的整體質(zhì)量。這有利于專業(yè)人員開展活力，也能促進學校專職教師的教學工作。

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，通過觀察、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)其實就是，在光和熱的作用之下，n個π電子組成線性體系，通過環(huán)狀進行過渡，轉(zhuǎn)變?yōu)榱硗獾男螒B(tài)，在轉(zhuǎn)變的過程當中會產(chǎn)生一個名叫“O”的環(huán)鍵，形成環(huán)化反應(yīng)和逆反應(yīng)，反應(yīng)形成之后會變成環(huán)烯烴，產(chǎn)生固定的反應(yīng)公式，這個反應(yīng)公式能解決同類研究中的諸多難題，因此后來者再進行研究的時候可以套用其中的公式，這樣可以幫助研究者減輕工作負擔，提高工作效率。

2 電環(huán)化反應(yīng)的體系

由圖1可見，4n+2電子體系，由順旋和對旋組成，并且它們的組成模式是相對固定的。4n+2也形成了一種電子規(guī)則，這種規(guī)則是專門用來判斷芳香烴的，當含有4n+2內(nèi)部存在π電子的時候，其內(nèi)部的電子就會產(chǎn)生穩(wěn)定性。4n+2的使用原則，就是用來判斷環(huán)狀共軛體系，是否達到研究人員預(yù)定要求的一條重要的標準。根據(jù)這條標準，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

對于業(yè)內(nèi)的專業(yè)研究人員來說，要想了解研究結(jié)果，其實有一個很快速的辦法，那就是通過指法去了解電環(huán)化的具體反映，通過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，通過簡單的手指動作，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，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”的定義源自順時針，所謂的順旋其實是指，人的左右兩只手，兩個大拇指同時指向一個方向，或者2個食指指向一個方向，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被禁阻。當出現(xiàn)這個信號的時候，就提示實驗者，暫停下一步的操作，并且要將研究結(jié)果記錄下來。

3.2 對旋的表示方法

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)對旋的情況，對旋模式之下更方便研究者去操作實驗。當出現(xiàn)對旋的信號時，這就要求實驗者，可以加快操作的步伐，期間需要認真觀察操作反應(yīng)，并且將反應(yīng)的細節(jié)詳細地記錄下來。

4 關(guān)于順旋對旋的解釋

4.1 順旋的具體解釋

順旋和順時針的概念是相對而言的，順旋其實是被加熱之后化學分子朝著順時針的方向旋轉(zhuǎn)，就被稱為順旋，順旋產(chǎn)生之后會從化學物中得到一種名叫“a”的物質(zhì)，這種物質(zhì)加熱的條件相對較多，需要實驗者在操作的時候，更加細心一些，在充分具備反應(yīng)條件之后，才能開始此項操作。

4.2 關(guān)于對旋的具體解釋

對旋是相對于逆時針而言的，對旋就是，被加熱之后分子朝著逆時針的方向旋轉(zhuǎn)，這個旋轉(zhuǎn)過程被稱為對旋。對旋產(chǎn)生之后，研究者會從化學物里面，提取到一種被命名為“b”的物質(zhì)。對于b來說對外部的環(huán)境要求就沒有那么嚴格了，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)中的順旋與對旋

在電環(huán)化反應(yīng)當中，分子軌道需要保持守恒原理，在4n個π型電子當中，共軛烯烴在發(fā)生電環(huán)化反應(yīng)時，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，而對旋反應(yīng)卻是被禁止的。因此熱量是完成順旋對旋的重要參考條件，在進行化學實驗的時候，需要考慮到反應(yīng)物的具體種類，它們會適應(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。在化學實驗完成之后，要注意記錄公式，以期為后繼者的實驗提供理論依據(jù)。在化學教材里面有一段記錄：乙二烯在被加熱之后會合生成反，二甲基環(huán)丁烯在被加熱的情況下，會合生成順。

6 電環(huán)化反應(yīng)的構(gòu)象概念

和其他的化學反應(yīng)不一樣的是，電環(huán)化反應(yīng)是不用化學催化劑為實驗鋪墊的，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，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，提供了具體的指導方案，根據(jù)這條規(guī)律可以解決很多，在研究過程中產(chǎn)生的問題。

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)的時候沒有傳統(tǒng)化學反應(yīng)的自由基，在電環(huán)化反應(yīng)產(chǎn)生的同時，中心的各種元素會順便完成協(xié)同反應(yīng)，這種協(xié)同反應(yīng)對化學過程具有促進作用，它能幫助研究者取得較為科學的研究數(shù)據(jù)。

7.2 反應(yīng)的動力是光和熱

和普通的化學反應(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。因此對于研究者來說，在展開專項研究的時候操作起來就更加方便了。

7.3 始終圍繞分子軌道守恒的規(guī)律進行

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

8 結(jié)束語

專業(yè)的科技研究對國家的發(fā)展作用是不言而喻的，通過一系列的專業(yè)研究，能提升我國的科技水平。