概要
狄爾斯–阿爾德反應(yīng)是[4+2]環(huán)加成反應(yīng)中最具代表的,由共軛雙烯與親雙烯體構(gòu)建環(huán)己烯骨架的經(jīng)典反應(yīng)。反應(yīng)有良好的立體、位置選擇性。
該反應(yīng)常作為合成環(huán)狀化合物(特別是六元環(huán))的首選戰(zhàn)略,在諸多反應(yīng)中它的實用性很顯著。
Danishefsky’s diene(北原-Danishefsky’s diene) 雙烯與一般的雙烯相比,有更好的反應(yīng)性及位置選擇性。因此,是熟為人知的有機合成試劑,類似的雙烯還有Danishefsky-Brassard diene、 Rawal diene等。
Otto Diels 和Kurt Alder兩位化學(xué)家,由于對發(fā)現(xiàn)這一反應(yīng)的貢獻,于1950年獲得諾貝爾化學(xué)獎。
基本文獻
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反應(yīng)機理
通常,帶有給電子基的雙烯體和帶有吸電子基的親雙烯體進行反應(yīng)。因為前沿軌道(雙烯的HOMO和親雙烯體的LUMO)的能量差越小,能夠使軌道相互作用而穩(wěn)定,從而使反應(yīng)更容易進行(通常電子要求型)。同理,親雙烯體帶有給電子基,共軛雙烯帶吸電子基的反應(yīng)也容易進行(反電子要求型)。
反應(yīng)是按協(xié)同反應(yīng)順式加成來進行的,優(yōu)先生成endo加成產(chǎn)物(endo規(guī)則)。通常電子要求型的情況下二次軌道相互作用大致能解釋這一規(guī)則,但endo/exo選擇性也受立體影響,根據(jù)不同底物,完全選擇生成exo產(chǎn)物的例子也有報道。除此之外分子內(nèi)的Diels-Alder反應(yīng)由于環(huán)狀結(jié)構(gòu)固定,構(gòu)型自由度較低,也不完全適用endo規(guī)則。
根據(jù)有機電子理論的推測,Diels-Alder反應(yīng)的加成產(chǎn)物更容易使置換基處于鄰位或?qū)ξ唬ㄠ?、對位?guī)則)。具體可由前沿軌道理論來說明,即HOMO-LUMO的系數(shù)大的反應(yīng)點易于相互重疊而加成。
環(huán)狀過渡態(tài)的雙烯是s-cis(cisoid)結(jié)構(gòu)時可加成,s-trans(transoid)結(jié)構(gòu)則不能發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)。如下反應(yīng)中,Z-1,3-pentadiene很難轉(zhuǎn)變?yōu)閟-cis結(jié)構(gòu),反應(yīng)性與E式相比明顯低下。
反應(yīng)實例
近年來,利用Diels-Alder反應(yīng)進行仿生全合成的研究多有報道,如Sorensen及Evans兩個研究組實現(xiàn)了分子內(nèi)Diels-Alder反應(yīng)合成FR82877的全合成。
已經(jīng)知道由于lewis酸而導(dǎo)致的位置選擇性不同的例子(螯合作用、或與底物的結(jié)合位置變化造成)。
前列腺素類的合成:a-氯丙烯腈在Diels-Alder反應(yīng)中等同烯酮的反應(yīng)。
實驗步驟
用呋喃與丙烯酸甲酯的Diels-Alder反應(yīng)[1]
實驗技巧
參考文獻
[1] Bull. Chem. Soc. Jpn. 1984, 57, 3339.
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