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<title>(2+2)-Cycloaddition</title>

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<h1 id="firstHeading" class="firstHeading mw-first-heading"><span class="mw-page-title-main">(2+2)-Cycloaddition</span></h1>

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<p>Eine <b>[2+2]-Cycloaddition</b> (auch 1,2-Cycloaddition) ist die <a href="Photochemie" title="Photochemie">photochemische</a> Bildung von <a href="Cyclobutan" title="Cyclobutan">Cyclobutan</a> bzw. Cyclobutan-Derivaten aus <a href="Alkene" title="Alkene">Alkenen</a>, die eine aktivierte Doppelbindung aufweisen. Dazu zählen <a href="Ketene" title="Ketene">Ketene</a>, <a href="Propadien" title="Propadien">Allene</a>, <a href="Zimts%C3%A4ure" title="Zimtsäure">Zimtsäuren</a>, sowie mit Fluor oder Chlor und Fluor substituierte Derivate des <a href="Ethen" title="Ethen">Ethylens</a>. Die <a href="Stereochemie" title="Stereochemie">Stereochemie</a> lässt sich mithilfe der <a href="Woodward-Hoffmann-Regeln" title="Woodward-Hoffmann-Regeln">Woodward-Hoffmann-Regeln</a> über die Orbitalsymmetrie voraussagen. Man unterscheidet hier grundsätzlich zwischen thermisch erlaubten und photochemisch erlaubten [2+2]-Cycloadditionen.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Thermische_[2+2]-Cycloaddition"><span id="Thermische_.5B2.2B2.5D-Cycloaddition"></span>Thermische [2+2]-Cycloaddition</h2></div>

<p>Thermische Cycloadditionen laufen über drei Wege ab: konzertiert, <a href="Radikal_(Chemie)" title="Radikal (Chemie)">radikalisch</a> oder <a href="Ion" title="Ion">ionisch</a>. Bei einem radikalischen oder ionischen Reaktionsverlauf spielt im Gegensatz zum konzertierten Reaktionsverlauf die Orbitalsymmetrie keine Rolle, sondern dieser wird durch Regeln wie sie auch für nicht-Cycloadditionen gelten bestimmt (<a href="Cramsche_Regel" title="Cramsche Regel">Cramsche Regel</a>, <a href="Felkin-Anh-Regel" title="Felkin-Anh-Regel">Felkin-Anh-Regel</a>, <a href="B%C3%BCrgi-Dunitz-Trajektorie" title="Bürgi-Dunitz-Trajektorie">Bürgi-Dunitz-Winkel</a> und die <a href="Baldwin-Regeln" title="Baldwin-Regeln">Baldwin-Regeln</a>). Währenddessen spielt zwar beim radikalischen Verlauf die Energielage der beteiligten <a href="Singly_Occupied_Molecular_Orbital" title="Singly Occupied Molecular Orbital">SOMO</a> (Single Occupied Molecular Orbital) oder erstes halbbesetztes Orbital eine Rolle, aber nur im Sinne des <a href="HSAB-Konzept" title="HSAB-Konzept">HSAB-Konzeptes</a> und nicht die Symmetrie. Es gibt wenige Beispiele für thermische konzertierte Cycloadditionen, wo die Einhaltung Orbitalsymmetrie durch einen <a href="Antarafacial" class="mw-redirect" title="Antarafacial">antarafacialen</a> Ringschluss erreicht werden ([π2s+π2a]).

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Photochemische_[2+2]-Cycloadditionen"><span id="Photochemische_.5B2.2B2.5D-Cycloadditionen"></span>Photochemische [2+2]-Cycloadditionen</h2></div>

<p>Die meisten konzertierten [2+2]-Cycloadditionen sind photochemisch erlaubte, elektrocyclische Reaktionen und werden über die <a href="Woodward-Hoffmann-Regeln" title="Woodward-Hoffmann-Regeln">Woodward-Hoffmann-Regeln</a> beschrieben. Die Stereochemie lässt sich hier darüber vorhersagen. Es handelt sich hier um eine [π2σ+π2σ]-Cycloaddition und der Ringschluss der Orbitale erfolgt <a href="Suprafacial" class="mw-redirect" title="Suprafacial">suprafacial</a>.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Beispiele">Beispiele</h2></div>

<p>Eine <a href="Namensreaktion" class="mw-redirect" title="Namensreaktion">Namensreaktion</a>, deren Mechanismus man als [2+2]-Cycloaddition beschreiben kann, ist die <a href="Patern%C3%B2-B%C3%BCchi-Reaktion" title="Paternò-Büchi-Reaktion">Paternò-Büchi-Reaktion</a>. Dagegen ist Reaktionsmechanismus der <a href="Wittig-Reaktion" title="Wittig-Reaktion">Wittig-Reaktion</a> eine ionische Cycloadditionsreaktion.

</p>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Literatur">Literatur</h2></div>

<ul><li>I. Fleming: <i>Grenzorbitale und Reaktionen organischer Verbindungen</i>. VCH Wiley, Weinheim 1988, ISBN 3-527-25792-6.</li>

<li>N. J. Turro: <i>Modern Molecular Photochemistry</i>. Benjamin Cunnings Publishing Co., London 1978, ISBN 0-8053-9353-6, S. 419–465.</li>

<li>J. Ninomiya, T. Naito: <i>Photochemical Synthesis</i>. Academic Press, New York 1989, ISBN 0-12-519490-0, S. 59–109.</li>

<li>M. T. Cimmins, T. L. Reinhold: <i>Org. React</i>, 44. 1993, S. 297–588.</li>

<li>K. Langer, J. Mattay, A. Heidbreder, M.Miller, <i>Photochemical Key Steps in Organic Synthesis</i> Liebigs Ann. Chem. 1992, 257–260.</li></ul>

<div class="mw-heading mw-heading2"><h2 id="Weblinks">Weblinks</h2></div>

<ul><li><a rel="nofollow" class="external text" href="https://www.uni-marburg.de/fb15/studium/praktika/hauptfach/hauptstudium/ofp/vortrag0607/Handout110107.pdf">Vorlesungsscript der Universität Marburg</a> (PDF; 109 kB)</li></ul></div><div><div class="zim-footer">

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