有機反應

Diels-Alder 反應

Diels-Alder 反應是共軛二烯與親二烯物之間的協同 [4+2] 環加成,生成環己烯骨架,其立體化學結果可以預測。

Diels–Alder 反應式:1,3-丁二烯與乙烯加熱結合生成環己烯,兩個新的 C–C σ 鍵以醒目標示
Diels–Alder 反應:二烯與親二烯物形成六員環;兩個新的 C–C 鍵以醒目標示。

反應式

共軛二烯 + 親二烯物 -> 環己烯衍生物熱反應;常見組合為富電子二烯搭配缺電子親二烯物。

主要反應 SMILES:C=CC=C.C=CC=O>>O=CC1C=CCCC1

兩個常見範例

丁二烯 + 乙烯

生成環己烯的經典教學範例。

環戊二烯 + 順丁烯二酸酐

展現 endo 選擇性的常見實驗範例。

MolDraw 的用途

用 MolDraw 呈現二烯的幾何構形、親二烯物的取代基、立體化學與環加成產物。

反應原理

Diels–Alder 反應是共軛二烯與親二烯物(烯類或炔類)之間的協同 [4+2] 環加成。六個 π 電子透過環狀過渡態在單一步驟中重新排列,形成兩個新的 C–C σ 鍵與一個環己烯環。過程中不生成中間體,因此親二烯物的立體化學會保留在產物中:順式親二烯物會在環上得到順式取代基。

條件與適用範圍

  • 二烯必須能採取 s-cis 構形。環戊二烯固定為 s-cis,反應性非常高。
  • 親二烯物上的拉電子基(C=O、CN、CO2R)與二烯上的推電子基,可加快一般電子需求型反應。
  • 使用環狀二烯時,在動力學控制下通常偏好 endo 產物(endo 規則)。
  • 路易斯酸可加速反應並提高選擇性。

常見問題

怎樣畫得清楚?將二烯的碳編號為 1–4,並沿環畫出三個彎箭頭,表示協同的電子流動。在產物上使用楔形鍵與虛線鍵來表示 endo/exo 立體化學。什麼是逆 Diels–Alder 反應?即加熱時發生的逆反應,例如用來把雙環戊二烯裂解回環戊二烯。