Diels–Alder: sáu electron trong một vòng
Theo dõi phản ứng cộng vòng [4+2] đồng thời của butađien và etilen, xem quy tắc endo, và chạy phản ứng ngược.
Mục tiêu
Nhận diện trạng thái chuyển tiếp vòng 6 electron, vì sao phản ứng đặc hiệu lập thể, và vì sao endo được ưu tiên về động học.
Dụng cụ và hoá chất
Trình xem cơ chế bên dưới; tuỳ chọn giản đồ tương quan Woodward–Hoffmann để đối chiếu.
Cách làm
- Chế độ 0: đưa đien và đienophile qua trạng thái chuyển tiếp vòng; đếm ba mũi tên cong.
- Chế độ 1: so sánh sản phẩm endo và exo; chú ý nhóm thế nào nằm dưới vòng mới.
- Chế độ 2: đảo chiều mũi tên — đun nóng dẫn xuất xiclohexen có thể tái tạo đien + anken (phản ứng ngược Diels–Alder).
- Dự đoán lập thể sản phẩm khi xiclopentađien cộng với anhydrit maleic.
Điều cần quan sát
- Không có trung gian: cả ba liên kết π tái tổ chức cùng lúc qua trạng thái chuyển tiếp vòng sáu cạnh với dòng electron kiểu thơm.
- Nhóm hút electron trên đienophile làm phản ứng nhanh hơn và đứng ở vị trí endo — tương tác obitan thứ cấp làm bền trạng thái chuyển tiếp endo.
Giải thích
Phản ứng cộng vòng [4+2] được phép nhiệt theo quy tắc Woodward–Hoffmann: 4n+2 electron dịch chuyển theo kiểu suprafacial–suprafacial qua một trạng thái chuyển tiếp kiểu thơm duy nhất, nên phản ứng đồng thời và đặc hiệu lập thể (nhóm thế cis giữ cis). Quy tắc endo phản ánh tương tác làm bền giữa các nhóm π của đienophile với obitan p trong của đien. Phản ứng ngược (retro-Diels–Alder) cạnh tranh ở nhiệt độ cao — như cách đime xiclopentađien được "nứt" ra khi chưng.
Lịch sử thí nghiệm
Nhà hoá học liên quan
Chủ đề liên quan
Thí nghiệm ảo: một mô hình đơn giản hoá để xây dựng trực giác. Nó không thay thế thực hành thật và huấn luyện an toàn; không tự làm lại tại nhà khi không có người hướng dẫn.