分子内一昼夜的桤木的反应

分子内Diels-Alder反应是可怕的

考试准备提示:教师通常包括分子内的版本问题熟悉考试的反应,因为它们涉及但可能没有新的概念“怪异”如果你没有练习他们之前。熟悉分子内的(如版本的重要反应。年代_N2,醚乳沟,维蒂希,傅克反应,更多的),包括Diels-Alder (!)。

你可能认为我们完成了Diels-Alder,经历了一般机制,立体化学,挂式- - -endo -产品,涉及的分子轨道,regiochemistry。总有更多的发现对这个强大的反应,我们又在这儿了。

今天我们来探讨分子内的Diels-Alder反应。它不涉及新概念。所有你已经了解了Diels-Alder仍然适用。诀窍是不会得到“编”起始原料和产品。我们走吧!

表的内容

1. 的分子内版本Diels-Alder反应
2. 分子内一昼夜的桤木反应效果最好,当形成五和六元环
3. 分子内Diels-Alder反应的关键模式没有不同于“普通”Diels-Alder反应
4. 保留了亲二烯体的立体化学
5. 如何绘制一个分子内一昼夜的桤木反应的产物吗
6. 更多的练习在分子内Diels-Alder反应
7. “是什么Endo”和“挂式“在分子内Diels-Alder反应?
8. 摘要:分子内Diels-Alder反应
9. 笔记
10. 附录:1型和2型分子内Diels-Alder反应,Transannular Diels-Alder反应
11. 测试你自己!
12. (高级)引用和进一步阅读

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1。的分子内版本Diels-Alder反应

正如我们所看到的,Diels-Alder反应是一个很棒的过程,“二烯”结合“亲二烯体”给一个新的六元环。

我们形成两个新的碳碳σ键和碳碳π键,并打破三个碳碳π键。

你能想到的(电子)二烯作为亲核试剂和(electron-poor)亲二烯体作为亲电试剂”。

正如我们所看到的,当一个亲核试剂和一个亲电试剂存在在同一分子,戒指可以形成。我们已经看到它最近威廉姆森醚合成,提供环醚。

Diels-Alder反应也不例外。如果二烯和亲二烯体由一个碳原子链连接在一起,但是他们有可能在足够近的距离来反应发生。

分子内反应需要一些时间来适应。注意,债券形式和破坏的模式是完全一样的!唯一的改变是,自从二烯和亲二烯体相同的分子,将形成。

的比喻我喜欢用皮带或循环,在与亲电试剂亲核试剂(扣)连接在一起(等级)。

任何时候一个新的环形成,一些限制适用。亲核试剂与亲电试剂能够互相“找到”放在第一位。如果碳链不够长,没有反应就会发生。

这是真正的皮带。想象降低一个等级在皮带约一英寸远离扣。你不能把扣接近它的切口关闭!因为没有足够的松弛。

这同样适用于分子内Diels-Alder反应的情况下二烯和亲二烯体由一个或两个碳原子。二烯和亲二烯体太近了。反应是行不通的。

(是很值得重视的,产品也会包含一个新的环丙烷或环丁烷环这将引入重大环应变!)(注1]

通过GIPHY

然而,当链长三个或更多,分子内Diels-Alder反应是可能的!

2。分子内一昼夜的桤木反应效果最好,当形成五和六元环

当二烯亲二烯体由三个碳,新五元环形式除了六元环。这是一个现实中的例子。²

再次,注意形式的债券和债券,打破和上面是一样的。

分子内Diels-Alder反应也可以当二烯和亲二烯体由四个碳。在这种情况下,就形成了一种新的六元环,除了获得每个Diels-Alder六元环的反应。买一送一!

(其实可能设计一个Diels-Alder反应,导致三个新的戒指!请注意]

当然,范围可以扩展进一步给更大的戒指,但五和六,自己往往是“甜蜜点”。形成8元环可以棘手(高级——transannular应变我们今天不会)原因。此外,随着链变长,二烯和亲二烯体并不像紧密在一起(我们称之为“有效浓度”)反应速率较低。

例如大环的合成(E.J.科里教授实验室的诺贝尔奖获得者)看到这条脚注⁷。

3所示。分子内Diels-Alder反应的关键模式没有不同于“普通”Diels-Alder反应

现在让我们开始做更多的异国情调。但保持你的眼睛在球上!形成的债券和债券断不会改变!

例如这里的一个例子Diels-Alder含有氮:

注意氮不是一点参与债券形式和破坏。尽量不要分心!(注2]

4所示。保留了亲二烯体的立体化学

回想一下,在分子间(即“常规”)Diels-Alder如果我们有一个亲二烯体反式——取向的双键,反式——关系转移到新的六元环。

没有不同的分子内Diels-Alder !

保留了亲二烯体的立体化学。在这里我们有一个亲二烯体cis几何,和注意,这种关系是保存在Diels-Alder产品。

同样地,虽然我们不会展示一个例子,“外面”组的二烯最终将在同一面对新的六元环。我们看到以前我们覆盖的地方立体化学的Diels-Alder。

5。如何绘制一个分子内一昼夜的桤木反应的产物吗

到目前为止,我们已经被“欺骗”。您可能已经注意到,这些例子很好地成立和Diels-Alder反应是显而易见的。

情况不会永远是这样。有时可能会给你一个长链多烯画Diels-Alder产品,比如下面的例子。

那么你会怎么做?

分子内反应的第一条规则是所有的碳原子数。(相信我)。

好的。现在怎么办呢?

每个Diels-Alder反应遵循相同的键形成/键断裂模式。所以我建议你开始的“模板”Diels-Alder第一然后连接两个vague-looking“循环”。(这是好的,我们将在下一步中填写遗漏的细节)。

然后,既然你有这么好所有的碳原子编号,不应该太很难回去填写所有的部分你错过了。在这种情况下,我们注意,我们有3个连接碳原子,因此我们将得到一个新的5环。同时,我们需要把有限公司₂CH₃我们打电话,C-9。

在这一点上继续画Diels-Alder反应的产物。它是可以的首先画丑陋的版本,然后清理。

最后一步是画在立体化学。亲二烯体反式,这意味着这种关系需要保存在产品。没关系把酯作为楔形,即破折号(反之亦然——这将意味着对映体)。或者将H楔将意味着另一个取代基是一个破折号(反之亦然)。

就是这样。不那么糟糕,如果你遵循的步骤!

6。更多的练习在分子内Diels-Alder反应

让我们做另一个。试着画这Diels-Alder反应的产物。我已经为您编号。

一个有用的提示:它mght帮助以正常的方式设置Diels-Alder只有一个“循环”链接。记住,如果有3个碳原子连接的二烯亲二烯体,将形成一个新的五元环。如果有4连接碳,将形成一个新的六元环。

这个测试和其他测试问题的答案可以在“测试自己”小节。

7所示。“是什么Endo”和“挂式“在分子内Diels-Alder反应?

因为一切适用于分子间Diels-Alder反应也适用于一个分子内Diels-Alder,你可能想知道:“endo”和“房屋”适用于分子内Diels-Alder反应吗?

嗯,是的。

(如果你仔细观察,你可能会注意到,上面几个例子有手性中心立体化学的定义。的目的只是为了让事情变得简单。]

影响新环的几何形状的因素是微妙的,我不认为这是适当的进入今天。桤木“Endo”规则不适用清洁分子内Diels-Alder反应,分子间的反应。

如果你是好奇这个问题时,我强烈建议从下面工作的肯·胡克教授引bdapp平台用²,以及这个(开放)审查渥太华大学的教授亚历克斯不要。

8。摘要:分子内Diels-Alder反应

这就是我们讨论了分子内Diels-Alder反应:

• 债券,债券形成的模式是一样的在其它任何Diels-Alder,是二烯和亲二烯体的立体化学模式。
• 我们开发了一个系统,绘制一个分子内Diels-Alder反应的产物,当起始物料画作为一个开放链:1)碳原子数2)画一个Diels-Alder模板3)填写其余的分子4)画出Diels-Alder反应(首先画丑版)5)清理产品6)调整立体化学的亲二烯体(如果需要)

不要丧失信心。慢慢来,有条不紊地数你的碳,遵循的关键模式,呼吸。

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笔记

注1。看的产品将从这些分子的分子内Diels-Alder反应结果。即使二烯亲二烯体可能达到,产品会很紧张!

注2。这些类型的双烯(o-quinodimethanes)不稳定和高活性。注意Diels-Alder产品是一个芳环吗?这个反应让一个巨大的推动力量。

1型和2型”分子内一昼夜的阿尔德反应

分子内Diels-Alder反应了巨大的使用在复杂目标分子的合成。

以上这篇文章中的示例显示范围的二烯和亲二烯体连接在二烯的目的地之一。

这些有时被称为“1型”分子内Diels-Alder——最常见的反应,换句话说。

然而,有另一个方法:链接二烯和亲二烯体一起通过碳二烯的# 2。

这些被称为“2型”分子内Diels-Alder反应。

结果将会是一个桥接二环的产品,有时会有助于合成。这里有一个例子(简化)Tohru福山教授从真菌代谢物的合成cp - 263114。^裁判

还请注意,产品有一个桥头堡双键——但是没关系因为父环是9-membered,大致和bridehead烯烃稳定与母公司的稳定trans-cycloalkene (trans-cyclononene是稳定的和可隔离的)

“Transannular”分子内Diels-Alder反应

所有上面的示例有二烯和亲二烯体连接通过一个链接器二烯的一端。这将导致两个戒指,一昼夜的桤木的六员环+新环。也有可能有二烯,通过两端的二烯亲二烯体连接。在这种情况下三个新环形式。这是被称为transannular Diels-Alder反应⁵。

这里是一个transannular Diels-Alder反应导致合成类固醇核。

令人难以置信的例子transannular Diels-Alder在教授埃里克·索伦森(普林斯顿)合成的六环野兽是以下双transannular分子内Diels-Alder反应!这实际上发生在自然!

这个过程被发现同时实验室(独立)的哈佛大学的大卫·a·埃文斯教授。

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测试你自己!

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(高级)引用和进一步阅读

Diels-Alder反应初步报告后的1928年,花了几十年的分子内的版本出现。桤木报道一个分子内Diels-Alder反应在1956年,但直到1960年代早期,开始取得显著进展。

1. 合成天然产物转化。即1-Methylene-2 10-methano-5 5, 9-trimethyldecahydronaphthalene
   Brieger G。
   美国化学学会杂志》上1963年85年(23),3783 - 3784
   DOI:10.1021 / ja00906a015
   最早的发表一个分子内Diels-Alder反应的例子,向长叶烯骨架的建设。f
2. 分子内diels-alder反应1 3 8-nonatriene和1,3,9-decatriene
   Yi-Tsong林,k . N。胡克
   四面体的信,1985年26日(19)2269 - 2272
   DOI:10.1016 / s0040 - 4039 (00) 95071 - 8
3. 分子内反应Diels-Alder乙基2 4 9-decatrienoate和2,4,10-undecatrienoate
   Yi-Tsong林,k . n .胡克
   四面体的信,1985年26 (21)2517 - 2520
   DOI:10.1016 / s0040 - 4039 (00) 98825 - 7
   这两个经典的研究旨在调查一些最简单的可能的分子内Diels-Alder反应和检查的微妙的因素影响立体化学的新环结。
   
4. 2型分子内Diels-Alder反应:桥头堡烯烃的合成和化学
   熊,b . r .;火花,s m;谢伊,k . J。
   Angew。化学。Int,艾德。英格兰。2001年,40820 - 49
   DOI:10.1002 / 1521 - 3773 (20010302)40:5 % 3 c820:: AID-ANIE820 % 3 e3.0.co; 2 - f
   回顾“2型”分子内反应Diels-Alder教授肯尼斯·j·谢伊(加州大学欧文分校)。
5. 总合成的Transannular Diels-Alder策略:应用程序
   Marsault大肠;托罗,a;诺瓦克,p;Deslongchamps, P。
   四面体2001年,574243 - 60
   DOI:10.1016 / s0040 - 4020 (01) 00121 - 1
   皮埃尔教授Deslongchamps de路易斯塔里夫(美国)已经开发的先驱transannular Diels-Alder反应。
6. 拆分FR182877的合成提供了一种化学合理化的结构和数量提供Multigram的直接前体
   克里斯托弗·d·Vanderwal David a . Vosburg 斯文维勒,,埃里克·j·索伦森
   美国化学学会杂志》上 2003年 125年(18),5393 - 5407
   DOI:10.1021 / ja021472b
   双分子内Diels-Alder史诗级联反应导致复杂的六环分子(+)-FR182877。
7. 形成大环的结构利用Diels-Alder反应
   科里·e·j·;Petrzilka, M。
   四面体信件,1975年,2537年。
   DOI:10.1016 / s0040 - 4039 (00) 75172 - 0
   组建一个新的由12人组成的环使用一个分子内反应Diels-Alder教授实验室的E.J.科里(哈佛大学)