Реакция на Дийлс-Алдер

Реакцията на Дийлс-Алдер е много важна реакция, защото се използва при синтеза на сложни молекули. Отляво имаме един диен, имаме две двойни връзки в молекулата. Отляво имаме диенофил. Нека да разгледаме това понятие. Знаем, че "фил" означава обич, привличане, така че диенофилът обича диени, като диенофилът обикновено има поне една група, която привлича електрони, която привлича електронна плътност от двойната връзка. Диенофилът е сравнително беден на електрони. Диенът от друга страна е сравнително богат на електрони. Имаме четири пи-електрона, които можем да считаме, че преминават от диена към диенофила, и това се нарича реакция на перициклиране. Това е реакция в една стъпка, която минава през междинно състояние. Ако разглеждаме електронната плътност, която се прехвърля между диена и диенофила, можем да започнем с тези пи-електрони, които идват тук, така че се образува връзка между тези два въглерода. След това тези пи-електрони се преместват тук и се образува връзка между тези два въглерода, а накрая тези пи-електрони идват тук. Тези шест пи-електрона се преместват едновременно. Така получаваме нашия продукт отдясно, който има циклохексенов пръстен. Когато проследяваме тези пи-електрони, ще започнем с тези пи-електрони в червено. Тези пи-електрони образуват тази връзка. Сега да проследим тези пи-електрони при диенофила. Те са при диенофила и накрая се оказват във връзката между тези два въглерода. Накрая тези електрони в цикламено в диена се преместват и образуват двойна връзка, за да получим нашия циклохексенов пръстен. Но всичко това се случва едновременно. Тук показвам, че електроните се движат срещу часовниковата стрелка. Показвам, че се движат в тази посока, но това няма значение, можеш да покажеш електроните, че се движат по часовниковата стрелка. Това, което е важно, е преместването на шест пи-електрона, за да се образува продуктът вдясно. Сега да се упражним малко с няколко прости реакции на Дийлс-Алдер. Няма да се занимаваме със стереохимията в това видео. Първо трябва да определиш диена и диенофила. Отляво е диенът. Отдясно е диенофилът. Сега си представяме, че електронната плътност се премества от диена към диенофила. Мога да преместя тези електрони тук, като се образува връзка между тези два въглерода, а тези електрони се преместват тук и се образува връзка между тези два въглерода. После тези електрони долу завършват циклохексеновия пръстен. Можем да напишем нашия продукт веднага. Знаем, че получаваме циклохексенов пръстен, после имаме алдехидна група при този въглерод. Като проследим тези електрони, ще бъда последователен с цветовете, които използвах преди, така че тези пи-електрони са червени и тези електрони се преместват тук и образуват тази връзка. После тези пи-електрони в синьо се преместват и образуват тази връзка, и накрая пи-електроните в цикламено се преместват тук и образуват тази връзка. Всичките шест електрона се преместват едновременно в тази реакция в една стъпка. Да видим следващия пример. Тук отляво е нашият диен, отдясно е диенофилът. Тук отляво това е диен, но забележи, че той има интересна конформация. Тук горе е нашия диен, който е в т.нар. s-cis конформация. S се отнася за единична, или сигма връзка. Тук обаче имаме s-транс конформация. Двойните връзки са в транс- положение спрямо единичната връзка, така че трябва да завъртим около тази единична връзка тук, за да преминем от s-транс конформация в s-цис конформация. Трябва да го направиш. Ако имаш такава задача на тест, можеш да го направиш мислено, и сега имаш този диен в s-цис конформация. Трябва да бъде в тази конформация, за да протече реакция на Дийлс-Алдер. Сега сме готови за нашите реакции. Разглеждаме нашите шест пи-електрона. Ще преместим тези електрони тук, където ще се образува връзка между тези два въглерода. Забележи, че сега имаме тройна връзка. Тук горе имахме само двойна връзка, но алкините също могат да действат като диенофили. Ще вземем тези пи-електрони и ще ги преместим тук, така че се образува връзка между тези два въглерода. И накрая преместваме тези електрони тук. Сега ще напиша продукта. Този път имаме ето такива двойни връзки в пръстена, после имаме тази група, която се разклонява при този въглерод, ето точно тук. Записвам го. А това са нашите естери. Поставям ги. И тук долу е същото. Да проследим електроните отново. Започваме с електроните в червено. Тези електрони се преместват тук, за да се получи тази връзка. Да видим тези електрони тук в нашия алкин. Тези пи-електрони се преместват тук и образуват тази връзка. И накрая електроните в цикамено се преместват тук. Това е нашият продукт. Добре, хайде да видим още един пример. Да видим тази реакция на Дийлс-Алдер тук долу. Отляво е диенът. Отдясно е диенофилът. Започваме да местим електроните, защото вече имаме s-цис конформация. Ако преместим тези електрони тук, ще се образува тази връзка. После преместваме тези пи-електрони, като образуват връзка ето тук. После местим тези електрони. Можем да напишем продукта. Имаме този пръстен отляво, после отдясно имаме това, и ще напиша тази част. Записвам карбонилите тук и това е нашият продукт. Пак проследяваме електроните, електроните в червено идват тук, пи-електроните в синьо идват ето тук, а електроните в цикламено идват ето тук. Шест пи-електрона се преместват едновременно. А ако ти е даден продуктът и трябва да определиш изходните диен и диенофил? Да видим един такъв пример. Ще мислим наобратно. Да кажем, че имаш това тук отдясно, и трябва да определиш комбинацията от диен и диеонфил, които са нужни. Сега ще местиш електроните в обратен ред, така че разглеждаме нашия продукт. Започваме с тези електрони. Ще ги направя в същия цвят, който използвах. Местя ги в обратен ред този път, така че тези електрони се преместват ето тук, а после тези електрони в синьо от тази връзка се преместват ето тук. Накрая тези електрони в червено се преместват ето тук. Хайде сега да напишем нашите диен и диенофил. Отляво нашият диен ще има двойни връзки ето така, а отдясно нашият диенофил... ще направя тук един пръстен и ще сложа карбонилите. Да проследим сега електроните. Електроните в цикламено се преместват тук, електроните в синьо се преместват тук, а електроните в червено се преместват ето тук. За да направиш проверка при една такава задача, можеш просто да вземеш диена и диенофила, които записа, и да провериш дали ще ти дадат продукта отдясно. Разглеждането на реакцията на Дийлс-Алдер ти дава твоите изходни вещества.