La reazione di Diels-Alder è una reazione di addizione coniugata di un diene coniugato a un alchene o alchino (dienofilo) che porta alla formazione di un cicloesene. I due chimici che hanno scoperto questa reazione hanno ricevuto il Premio Nobel per la Chimica nel 1950.
Reazioni dei Dieni Coniugati
Indice Articolo
Meccanismo della Reazione di Diels-Alder
Nella reazione di Diels-Alder, si verifica un’addizione 1,2 su atomi di carbonio vicini, portando alla formazione di un carbocatione secondario. Successivamente, lo ione attacca il carbocatione, producendo il prodotto desiderato. In un secondo caso, si verifica un’addizione 1,4 che conduce alla formazione di un carbocatione primario seguito dall’attacco dell’ione per generare un altro prodotto. Le proporzioni dei due prodotti possono variare a seconda del solvente, della temperatura e del tempo di reazione.
I dieni coniugati possono reagire con gli alcheni per formare alcheni ciclici, processo conosciuto come reazione di Diels-Alder, che coinvolge l’addizione 1,4 di un alchene a un diene coniugato. Questa reazione consente di unire due scheletri di atomi di carbonio per ottenere un composto ciclico chiamato addotto.
La reazione avviene mediante una [4+2] cicloaddizione, che combina un sistema a 4 elettroni π (il diene) con un sistema a due elettroni π (dienofilo). L’intero procedimento permette la conversione di legami π in legami σ.
Dienufilo# Meccanismo della Reazione di Diels-Alder
Il dienofilo può essere attivato da sostituenti elettronattrattori come –COOH, -COOR, -CHO, -COR, -NO2, -CN, mentre i dieni reattivi possono essere attivati da sostituenti elettron-donatori come nel caso dell’1,3-butadiene.
Configurazione e Conformazione dei Dienes
Perché la reazione avvenga, il diene deve presentare una conformazione s-cis, essendo necessario che l’addotto, parte di un ciclo a sei atomi, abbia il doppio legame in conformazione cis. La terminologia s-cis e s-trans si riferisce alla disposizione geometrica rispetto a un legame singolo.
Importanza della Reazione Diels-Alder
La reazione di Diels-Alder è un esempio di reazione concertata che coinvolge la formazione e rottura simultanea di legami. Grazie alla sua elevata regio e stereoselettività, questa reazione è ampiamente impiegata in sintesi organiche. La sua termodinamicità favorita è dovuta alla conversione di legami π in legami σ forti.
Esempio Pratico: Anidride Maleica e 2-metil-1,3-butadiene
Un esempio classico di reazione di Diels-Alder è la reazione tra il 2-metil-1,3-butadiene e l’anidride maleica che porta alla formazione dell’anidride 4-metil-1,2,3,6-tetraidroftalica come prodotto, con un’efficienza di circa il 97%.
La reazione di Diels-Alder è illustrata dal seguente schema:
[Visualizza l’immagine della reazione di Diels-Alder](http://chimicamo.org/wp-content/uploads/2012/11/1-s2.0-S0066410309068033-fx8.jpg)
La reversibilità della reazione di Diels-Alder comporta occasionalmente un meccanismo di frammentazione non invertibile rispetto alla reazione diretta. Questo avviene quando esiste un percorso alternativo con un’energia più favorevole.
In conclusione, la reazione di Diels-Alder è un processo cruciale in chimica organica che offre una via efficiente e selettiva per la formazione di nuovi legami carbonio-carbonio.
