Diels-Alder反應
什么是Diels-Alder反應?
Diels-Alder反應是重要的有機化學反應,其中反應物包括取代的烯烴和共軛二烯。 該取代的烯烴通常稱為親二烯體。 該反應產生環(huán)己烯的取代衍生物。 Diels-Alder反應是通過協(xié)同機制進行的周環(huán)反應的一個很好的例子(即所有鍵斷裂和鍵形成都在一個步驟中發(fā)生)。由于存在一個二元環(huán),因此Diels-Alder反應可用于形成六元環(huán)。 同時構建兩個新的碳-碳鍵。反應圖示如下:
如圖所示,兩個pi鍵已轉換為兩個sigma鍵。 這是由于兩個獨立的pi電子系統(tǒng)的協(xié)調鍵合所致。 Diels-Alder反應涉及二烯的四個π電子和親二烯體的兩個π電子的移動。此反應用于生產維生素B6。 逆反應(也稱為逆狄爾斯-阿爾德反應)用于工業(yè)規(guī)模的環(huán)戊二烯生產中。
Diels-Alder反應機理
Diels-Alder反應機理是通過4′電子系統(tǒng)與2′電子系統(tǒng)之間的表面相互作用(??系統(tǒng)的同面參與或過程中孤立的軌道)進行的。 Diels-Alder反應涉及環(huán)加成反應,導致由兩種反應物形成新的環(huán)。在Diels-Alder反應中,4′電子系統(tǒng)是指二烯結構,而2′電子系統(tǒng)是指親二烯體結構。 現(xiàn)在,這種相互作用導致過渡狀態(tài),而不會因施加軌道對稱而產生任何額外的能量障礙。
Diels-Alder反應機理步驟:
由于pi鍵被轉換為更強的sigma鍵,因此該反應在熱力學上是有利的。 親電子的親二烯體(附有吸電子基團)有利于Diels-Alder反應。 親核性二烯中也有供電子基團,它也受到青睞。 下面就是一個良好的二烯和親二烯體用于Diels-Alder反應的例子。
由于Diels-Alder反應機理是一致的,因此該反應以單步環(huán)加成反應進行。 在此,兩個不飽和分子結合形成環(huán)狀加合物。所有的鍵形成和鍵斷裂同時發(fā)生。 下面給出的是簡單反應機制的說明。