- Allgemein
- HOMO / LUMO
- Einschub:
-Orbitale von Ethen, Butadien und Hexatrien
- endo-Regel
- Die Diels-Alder-Reaktion ist stereospezifisch
Diels-Alder Cycloaddition [4+2]
Allgemein
Die Diels-Alder-Reaktion ist eine pericyklische Reaktion, bei welcher ein Dien und ein Dienophil (ein Alken) miteinander Reagieren und ein cyklisches Alken bilden:
HOMO / LUMO
Damit die Reaktion mit einer angemessen Geschwindigkeit stattfindet, muss das LUMO des Dienophils herabgesenkt werden. Das HOMO des Diens muss heraufgesetzt werden. Um dies zu tun benötigt man:
- Für das Dienophil: elektronenziehende Gruppen. Elektronenziehende Gruppen werden auch Gruppen mit einem (-)-M-Effekt oder (-)-I-Effekt genannt.
- Für das Dien: elektronendrückende Gruppen. Elektronendrückende Gruppen werden auch Gruppen mit einem (+)-M-Effekt oder (+)-I-Effekt genannt.
Beispielsweise ist folgende Reaktion beschleunigt:
Der Grund weshalb dies gemacht werden muss, ist dass die Orbitale miteinander wechselwirken müssen:
Haben wir niedrige LUMOs und hohe HOMOs im System, so ist die Oribtalüberlappung besser und es werden stärkere Bindungen ausgebildet, was die Reaktion beschleunigt.
Einschub: -Orbitale von Ethen, Butadien und Hexatrien
Die Molekülorbitale des obigen Schaubildes sind aus den Molekülorbitaldiagrammen der Stoffe entnommen.
Ethen:
Butadien:
Hexatrien:
endo-Regel
Für die Diels-Alder-Reaktion gibt es ein exo und ein endo-Produkt. Das endo-Produkt wird bevorzugt gebildet, da es bei diesem Produkt sekundäre Orbitalwechselwirkungen im Übergangszustand gibt, die das Dienophil unter das Dien bringen:
Die Diels-Alder-Reaktion ist stereospezifisch
Die Diels-Alder-Reaktion ist stereospezifisch. Im Dien nach außen hin stehende Substituenten werden nach oben hin ins Produkt gebracht. Nach innen stehende Substituenten werden nach unten ins Produkt gebracht. Die Substituenten stehen gemäß der endo-Regel:
