有机反应

第尔斯-阿尔德反应

第尔斯-阿尔德反应是共轭双烯与亲双烯体之间协同进行的 [4+2] 环加成反应,生成环己烯骨架,其立体化学结果可以预测。

第尔斯-阿尔德反应式:1,3-丁二烯与乙烯加热结合生成环己烯,两根新形成的 C–C σ 键已高亮显示
第尔斯-阿尔德反应:双烯体与亲双烯体形成六元环;两根新形成的 C–C 键已高亮显示。

反应式

共轭双烯 + 亲双烯体 -> 环己烯衍生物热反应;常见的是富电子双烯体与缺电子亲双烯体。

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

两个常见实例

丁二烯 + 乙烯

生成环己烯的经典教学实例。

环戊二烯 + 马来酸酐

体现内型(endo)选择性的常见实验实例。

MolDraw 用法

用 MolDraw 展示双烯体的构型、亲双烯体的取代基、立体化学以及环加成产物。

反应原理

第尔斯-阿尔德反应是共轭双烯与亲双烯体(烯烃或炔烃)之间协同进行的 [4+2] 环加成反应。六个 π 电子通过环状过渡态一步完成重组,形成两根新的 C–C σ 键和一个环己烯环。反应不生成中间体,因此亲双烯体的立体化学在产物中得以保持:顺式亲双烯体在环上得到顺式取代基。

条件与适用范围

  • 双烯体必须能够采取 s-顺式构象。环戊二烯被锁定为 s-顺式,反应活性很高。
  • 亲双烯体上的吸电子基团(C=O、CN、CO2R)和双烯体上的给电子基团会加快正常电子需求的反应。
  • 对于环状双烯体,在动力学控制下通常以内型(endo)产物为主(内型规则)。
  • 路易斯酸可以加速反应并提高选择性。

常见问题

如何把它画清楚?将双烯体碳原子编号为 1–4,并沿环画出三个弯箭头,表示协同的电子流动。在产物上使用楔形键和虚楔键表示内型/外型立体化学。什么是逆第尔斯-阿尔德反应?即加热时发生的逆反应,例如用于将双环戊二烯裂解回环戊二烯。