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La reazione di Diels-Alder

Caratteristiche ed esempi

La reazione di Diels-Alder (scoperta nel 1928 dai tedeschi Otto Diels e Kurt Alder) è una reazione di cicloaddizione tra un diene coniugato e un doppio o triplo legame C-C. Il diene reagisce con quello che è chiamato un dienofilo per dare un prodotto ciclico, detto addotto di Diels-Alder. La reazione avviene generalmente ad alta temperatura (anche 200°C) e sotto pressione.

Per il verificarsi della reazione, si assume che il diene passi ad uno stato particolare in cui i 4 orbitali 2p non ibridati che formano il sistema pi greco del diene coniugato si possano sovrapporre completamente tra loro: questo avviene solamente nel caso in cui i 4 atomi di C del diene si trovano sullo stesso piano. Ne consegue anche che i 6 atomi del ciclo dell'addotto che si forma saranno coplanari fra loro.

Altra necessità perchè avvenga la reazione di Diels Alder è che i carboni 1 e 4 del butadiene (o del diene interessato) siano in posizione cis tra loro: se fossero in trans infatti non riuscirebbero ad intergire col doppio o triplo legame C-C del dienofilo, anche se la forma trans sarebbe più stabile energeticamente a causa del minor ingombro sterico tra gli idrogeni dei C 1 e 4.

La reazione di Diels-Alder come detto avviene a T elevate; per favorirla, e rendere possibile l'utilizzo di temperature inferiori, si possono usare dienofili con sostituenti elettron attrattori (come il carbonile del dienofilo nella seguente reazione) oppure dieni con dei sostituenti metilici elettron repulsori: per esempio

Questa reazione avviene a soli 30°C.

E' possibile anche la formazione di addotti biciclici, come la reazione tra il ciclopentadiene con sè stesso a 170°C:

Stereoisomeria delle reazioni di Diels Alder:

Nell'addotto viene mantenuta la stereoisomeria cis-trans del dienofilo: se il dienofilo è un isomero trans, i sostituenti saranno in trans tra loro anche nell'addotto.