Diels-Alder reakció

A szakasz áttekintése

• Mi a Diels-alder-reakció?
• Elővigyázatosság
• A Diels-Alder-reakció alkalmazásai<>
/li>
• Újabb kutatások és trendek
• Referenciák

Mi a Diels-Alder-reakció?

A Diels-Alder-reakció egy konjugált dien és egy alkén (dienofil) közötti reakció, amelynek során telítetlen hattagú gyűrűk keletkeznek. Mivel a reakció egy ciklikus átmeneti állapoton keresztül ciklikus termék képződésével jár, "cikloaddíciónak" is nevezik. A Diels-Alder-reakció egy elektrociklikus reakció, amely a konjugált dién 4 π-elektronjának és a dienofil (alkén vagy alkin) 2 π-elektronjának [4+2]-cikloaddíciójával jár. A reakció során új σ-kötések jönnek létre, amelyek energetikailag stabilabbak, mint a π-kötések. Ez a reakció nagy szintetikus jelentőséggel bír, és két német kémikus, Otto Diels és Kurt Alder fedezte fel 1928-ban. Ők kapták a Nobel-díjat 1950-ben.¹

A hetero-Diels-Alder reakció ennek a reakciónak egy változata, és hattagú heterociklusos gyűrűk szintézisére alkalmas. Ebben a reakcióban vagy a dién, vagy a dienofil tartalmaz egy heteroatomot, általában nitrogént vagy oxigént.¹

Vigyáznivalók

A veszélyekre és a biztonságos kezelésre vonatkozó információkért kérjük, olvassa el a biztonsági adatlapot.

A Diels-Alder-reakció alkalmazásai

A Diels-Alder-reakció hasznos a következők szintézisére:

• Az arinok és funkcionalizált aciklikus dienek újszerű Diels-Alder-reakcióiról már beszámoltak hasznos cis-szubsztituált dihidronaftalin építőelemek szintézisére.²

• természetes és természetellenes polikarbociklusok és poliheterociklusok.³
• Subsztituált (tetrahidro)kinolinok és különféle N-poliheterociklusok, beleértve néhány alkaloidot, amelyek pirro- vagy ciklopentakinolin gyűrűrendszert tartalmaznak.⁴
• Pyrano[3,2-c]kinolinok és indeno[2,1-c]kinolonok.⁵
• Szimmetrikusan szubsztituált 1,8-diaza-9,10-antrakinon-származékok.⁶
• Oxazaborolidin, amely N-tozil (αS,βR)-β-metil-triptofánból származik, katalizátorként alkalmazták a 2-bromakrolein és a furán enantioszelektív Diels-Alder-reakciójában. Ez a reakció királis 7-oxabiciklo[2.2.1]hepten-származékok szintéziséhez vezet.⁷

• Funkcionalizált 4-(R)-1,2-bisz(trimetilszilil)benzolok.⁸
• Funkcionalizált oxabiciklikus alkének.⁹

Újabb kutatások és trendek

• Tanulmányozták N-aril-iminek és különféle elektronban gazdag alkének intra- és intermolekuláris imino-Diels-Alder reakcióit (Povarov-reakciók).⁴
• Az ultrahangos besugárzás elősegítette a szubsztituált furánok Diels-Alder-reakcióját reaktív dienofilekkel, például dimetil-acetilén-dikarboxiláttal (DMAD) és dimetilmaleáttal, és jó hozamokkal funkcionalizált oxabiciklusos alkéneket eredményezett.⁹

• A grafit és a tetracianoetilén Diels-Alder-reakcióját használták a grafit mechanikai hámlasztására grafénadduktokká.¹⁰
• Katalizátor alkalmazása nélkül, Diels-Alder "click" reakcióval állítottak elő keresztkötésű hidrogéleket.¹¹
• A N-akriloiloxazolidinon és ciklopentadién közötti aszimmetrikus Diels-Alder-reakciót heterogén réz(II)-bis(oxazolin)-alapú polimer immobilizált ionos folyadékfázisú (PIILP) rendszerekkel katalizálták.¹²
• A királis oxazaborolidin-alumínium-bromid komplexek potenciális katalizátorok enantioszelektív Diels-Alder reakciókhoz.¹³
• Halocikloalkenonokat vizsgáltak, mint hatékony dienofileket inter- és intramolekuláris Diels-Alder cikloaddíciókban.¹⁴
• Elvizsgálták egy sor acén (antracén, 9,10-dimentilantracén, tetracén és pentacén) C₆₀ fullerénhez történő Diels-Alder addíciós reakcióinak kémiai termodinamikáját.¹⁵

Hivatkozások

1. Fringuelli F, Taticchi A. 2001. The Diels?Alder Reaction. https://doi.org/10.1002/0470845813

2. Dockendorff C, Sahli S, Olsen M, Milhau L, Lautens M. 2005. Synthesis of Dihydronaphthalenes via Aryne Diels?Alder Reactions:  Scope and Diastereoselectivity. J. Am. Chem. Soc.. 127(43):15028-15029. https://doi.org/10.1021/ja055498p

3. Smith MB. 2011. Organic Synthesis.

4. Kouznetsov VV. 2009. Recent synthetic developments in a powerful imino Diels?Alder reaction (Povarov reaction): application to the synthesis of N-polyheterocycles and related alkaloids. Tetrahedron. 65(14):2721-2750. https://doi.org/10.1016/j.tet.2008.12.059

5. Babu G, Perumal PT. 1998. Convenient synthesis of pyrano[3,2-c]quinolines and indeno[2,1-c] quinolines by imino Diels-Alder reactions. Tetrahedron Letters. 39(20):3225-3228. https://doi.org/10.1016/s0040-4039(98)00397-9

6. Pérez JM, López-Alvarado P, Avendaño C, Menéndez J. 2000. Hetero Diels?Alder Reactions of 1-Acetylamino- and 1-Dimethylamino-1-azadienes with Benzoquinones. Tetrahedron. 56(11):1561-1567. https://doi.org/10.1016/s0040-4020(00)00058-2

7. Corey E, Loh T. 1993. Catalytic enantioselective diels-alder addition to furan provides a direct synthetic route to many chiral natural products. Tetrahedron Letters. 34(25):3979-3982. https://doi.org/10.1016/s0040-4039(00)60594-4

8. Reus C, Liu N, Bolte M, Lerner H, Wagner M. 2012. Synthesis of Bromo-, Boryl-, and Stannyl-Functionalized 1,2-Bis(trimethylsilyl)benzenes via Diels?Alder or C?H Activation Reactions. J. Org. Chem.. 77(7):3518-3523. https://doi.org/10.1021/jo3002936

9. Wei K, Gao H, Li WZ. 2004. Facile Synthesis of Oxabicyclic Alkenes by Ultrasonication-Promoted Diels?Alder Cycloaddition of Furano Dienes. J. Org. Chem.. 69(17):5763-5765. https://doi.org/10.1021/jo049210a

10. Ji Z, Chen J, Huang L, Shi G. High-yield production of highly conductive graphene via reversible covalent chemistry. Chem. Commun.. 51(14):2806-2809. https://doi.org/10.1039/c4cc09144b

11. García-Astrain C, Algar I, Gandini A, Eceiza A, Corcuera MÁ, Gabilondo N. 2015. Hydrogel synthesis by aqueous Diels-Alder reaction between furan modified methacrylate and polyetheramine-based bismaleimides. J. Polym. Sci. Part A: Polym. Chem.. 53(5):699-708. https://doi.org/10.1002/pola.27495

12. Doherty S, Knight JG, Ellison JR, Goodrich P, Hall L, Hardacre C, Muldoon MJ, Park S, Ribeiro A, de Castro CAN, et al. An efficient Cu(ii)-bis(oxazoline)-based polymer immobilised ionic liquid phase catalyst for asymmetric carbon?carbon bond formation. Green Chem.. 16(3):1470-1479. https://doi.org/10.1039/c3gc41378k

13. Liu D, Canales E, Corey EJ. 2007. Chiral Oxazaborolidine?Aluminum Bromide Complexes Are Unusually Powerful and Effective Catalysts for Enantioselective Diels?Alder Reactions. J. Am. Chem. Soc.. 129(6):1498-1499. https://doi.org/10.1021/ja068637r

14. Ross AG, Townsend SD, Danishefsky SJ. 2013. Halocycloalkenones as Diels?Alder Dienophiles. Applications to Generating Useful Structural Patterns. J. Org. Chem.. 78(1):204-210. https://doi.org/10.1021/jo302230m

15. Cataldo F, García-Hernández DA, Manchado A. 2015. Chemical Thermodynamics Applied to the Diels?Alder Reaction of C60Fullerene with Polyacenes. Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 23(9):760-768. https://doi.org/10.1080/1536383x.2014.997354