Phản ứng hữu cơ

Phản ứng Diels-Alder

Phản ứng Diels-Alder là phản ứng cộng đóng vòng [4+2] đồng bộ giữa diene liên hợp và dienophile, tạo khung cyclohexene với kết quả hóa học lập thể có thể dự đoán.

Sơ đồ phản ứng

diene liên hợp + dienophile -> dẫn xuất cyclohexenePhản ứng nhiệt; thường dùng diene giàu electron và dienophile nghèo electron.

Reaction SMILES chính: C=CC=C.C=CC=O>>O=CC1C=CCCC1

Hai ví dụ thường gặp

Butadiene + ethene

Ví dụ kinh điển trong giảng dạy, tạo cyclohexene.

Cyclopentadiene + maleic anhydride

Ví dụ phòng thí nghiệm phổ biến cho thấy tính chọn lọc endo.

Dùng MolDraw

Dùng MolDraw để thể hiện hình học của diene, nhóm thế trên dienophile, hóa học lập thể và sản phẩm cộng đóng vòng.

Cách phản ứng diễn ra

Phản ứng Diels–Alder là phản ứng cộng đóng vòng [4+2] đồng bộ giữa diene liên hợp và dienophile (alkene hoặc alkyne). Sáu electron π sắp xếp lại trong một bước duy nhất qua trạng thái chuyển tiếp dạng vòng, tạo hai liên kết σ C–C mới và một vòng cyclohexene. Không có trung gian nào được tạo thành, vì vậy hóa học lập thể của dienophile được giữ nguyên trong sản phẩm: dienophile cis cho các nhóm thế cis trên vòng.

Điều kiện và phạm vi áp dụng

Diene phải có khả năng ở cấu dạng s-cis. Cyclopentadiene bị khóa ở dạng s-cis nên rất dễ phản ứng.
Nhóm hút electron trên dienophile (C=O, CN, CO₂R) và nhóm đẩy electron trên diene làm tăng tốc phản ứng thông thường (normal-demand).
Với diene vòng, sản phẩm endo thường được ưu tiên dưới sự kiểm soát động học (quy tắc endo).
Acid Lewis có thể tăng tốc phản ứng và nâng cao tính chọn lọc.

Hỏi đáp

Làm sao để vẽ rõ ràng? Đánh số các carbon của diene từ 1 đến 4 và vẽ ba mũi tên cong quanh vòng để thể hiện dòng electron đồng bộ. Dùng liên kết nêm và gạch trên sản phẩm để thể hiện hóa học lập thể endo/exo. Retro-Diels–Alder là gì? Là phản ứng ngược xảy ra khi đun nóng, ví dụ dùng để cracking dicyclopentadiene trở lại cyclopentadiene.