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狄尔斯–阿尔德反应形成环状产物:立体化学
16.20
最简单的狄尔斯-阿尔德反应实例是1,3-丁二烯与乙烯反应生成环己烯。
该反应具有顺式立体专一性,经过一个过渡态,在此过渡态中,共轭双烯的HOMO与亲双烯体的LUMO以同面方式相互作用。
由于该反应具有协同性,两个组分均保持其原始构型不变,从而产生立体专一性的结果。
例如,cis 和 trans 型亲双烯体可分别生成具有顺式和反式立体化学结构的产物。这一规律同样适用于取代的双烯体。
有趣的是,二烯要发生Diels–Alder反应,必须采取s-cis构象。
请记住,1,3-丁二烯以s-cis和s-trans构象异构体的平衡混合物形式存在。
尽管 s-trans 构象更稳定,但末端碳原子上的 p 轨道相距太远,无法同时与亲双烯体发生重叠。而在 s-cis 构象中情况并非如此,因此其反应活性更高。
最后,对于s-cis构象存在严重空间位阻或被锁定在s-trans构象的共轭二烯,无法发生Diels–Alder反应。
狄尔斯–阿尔德反应是合成不饱和六元环的可靠方法之一。 该反应涉及六个 π 电子的协同循环运动:四个 π 电子来自二烯,两个 π 电子来自亲双烯体。
为了使电子在两个 π 系统之间无缝流动,必须满足特定的立体化学和构象要求。
立体化学轨道对称性
满足对称性要求的前沿分子轨道是二烯的 HOMO 和亲二烯…