Réaction de Diels-Aulne - Diels–Alder reaction

Réaction de Diels-Aulne
Nommé après	Otto Paul Hermann Diels Kurt Alder
Type de réaction	Cycloaddition
Réaction
conjugué (substitué) Diene + (substitué) alcène ?? (substitué) Cyclohexène
Identifiants
Portail de la chimie organique	diels-aulne-réaction
ID d'ontologie RSC	RXNO : 0000006 Oui

En chimie organique , la réaction de Diels-Alder est une réaction chimique entre un diène conjugué et un alcène substitué , communément appelé le diénophile , pour former un dérivé cyclohexène substitué . C'est l'exemple prototypique d'une réaction péricyclique avec un mécanisme concerté . Plus précisément, il est classé comme thermiquement permis [4 + 2] cycloaddition avec symbole Woodward-Hoffmann [ _π 4 _s + _π 2 _s ]. Elle a été décrite pour la première fois par Otto Diels et Kurt Alder en 1928. Pour la découverte de cette réaction, ils ont reçu le prix Nobel de chimie en 1950. Grâce à la construction simultanée de deux nouvelles liaisons carbone-carbone, la réaction de Diels-Alder fournit un moyen fiable de former des cycles à six chaînons avec un bon contrôle sur les résultats régio- et stéréochimiques. Par conséquent, il a servi d'outil puissant et largement appliqué pour l'introduction de la complexité chimique dans la synthèse de produits naturels et de nouveaux matériaux. Le concept sous-jacent a également été appliqué aux systèmes impliquant des hétéroatomes , tels que les carbonyles et les imines , qui fournissent les hétérocycles correspondants ; cette variante est connue sous le nom de réaction hétéro-Diels-Alder . La réaction a également été généralisée à d'autres tailles de cycle, bien qu'aucune de ces généralisations n'ait correspondu à la formation de cycles à six chaînons en termes de portée ou de polyvalence. En raison des valeurs négatives de H ° et S ° pour une réaction de Diels-Aulne typique, l'inverse microscopique d'une réaction de Diels-Aulne devient favorable à des températures élevées, bien que cela n'ait une importance synthétique que pour une gamme limitée de Diels-Aulne. Adduits d'aulne, généralement avec quelques caractéristiques structurelles spéciales ; cette réaction inverse est connue sous le nom de réaction rétro-Diels-Alder .

Mécanisme

La réaction est un exemple de réaction péricyclique concertée. On pense qu'il se produit via un seul état de transition cyclique, sans intermédiaire généré au cours de la réaction. En tant que tel, la réaction de Diels-Alder est régi par des considérations de symétrie de l' orbite: il est classé comme un [ _π 4 _de + _π 2 _s ] cycloaddition, indiquant qu'il passe par le suprafaciale / suprafaciale interaction d'un système électronique à 4π (la structure de diène ) avec un système d'électrons 2π (la structure diénophile), une interaction qui conduit à un état de transition sans barrière énergétique supplémentaire imposée par la symétrie orbitale et permet à la réaction de Diels-Alder de se dérouler avec une relative facilité.

Un examen des orbitales moléculaires frontière (FMO) des réactifs montre clairement pourquoi il en est ainsi. (La même conclusion peut être tirée d'un diagramme de corrélation orbitale ou d'une analyse de Dewar-Zimmerman.) Pour la réaction de Diels-Alder à demande d'électrons "normale", la plus importante des deux interactions HOMO/LUMO le diène riche ψ ₂ comme l'orbitale moléculaire occupée la plus élevée (HOMO) avec le π* du diénophile déficient en électrons comme l'orbitale moléculaire inoccupée la plus basse (LUMO). Cependant, l'écart énergétique HOMO-LUMO est suffisamment proche pour que les rôles puissent être inversés en inversant les effets électroniques des substituants sur les deux composants. Dans une réaction de Diels-Alder à demande d'électrons inverse (inverse) , les substituants électroattracteurs sur le diène abaissent l'énergie de son orbitale ψ ₃ vide et les substituants donneurs d'électrons sur le diénophile augmentent suffisamment l'énergie de son orbitale remplie pour que l'interaction entre ces deux orbitales devient l'interaction orbitale stabilisatrice la plus énergétiquement significative. Quelle que soit la situation, les HOMO et LUMO des composants sont en phase et il en résulte une interaction de liaison, comme le montre le diagramme ci-dessous. Les réactifs étant dans leur état fondamental, la réaction est initiée thermiquement et ne nécessite pas d'activation par la lumière.

L'« opinion dominante » est que la plupart des réactions de Diels-Alder procèdent d'un mécanisme concerté ; la question, cependant, a été largement contestée. Malgré le fait que la grande majorité des réactions de Diels-Alder présentent une addition syn stéréospécifique des deux composants, un intermédiaire diradical a été postulé (et étayé par des preuves informatiques) au motif que la stéréospécificité observée n'exclut pas un processus en deux étapes. addition impliquant un intermédiaire qui s'effondre en produit plus rapidement qu'il ne peut tourner pour permettre l'inversion de la stéréochimie.

Il y a une augmentation notable de la vitesse lorsque certaines réactions de Diels-Alder sont effectuées dans des solvants organiques polaires tels que le diméthylformamide et l'éthylène glycol, et même dans l'eau. La réaction du cyclopentadiène et de la buténone par exemple est 700 fois plus rapide dans l'eau par rapport au 2,2,4-triméthylpentane comme solvant. Plusieurs explications de cet effet ont été proposées, telles qu'une augmentation de la concentration effective due au tassement hydrophobe ou à la stabilisation des liaisons hydrogène de l'état de transition.

La géométrie des composants diène et diénophile se propage chacun dans les détails stéréochimiques du produit. Pour les réactions intermoléculaires en particulier, la relation positionnelle et stéréochimique préférée des substituants des deux composants par rapport l'un à l'autre est contrôlée par des effets électroniques. Cependant, pour les réactions intramoléculaires de cycloaddition Diels-Alder , la stabilité conformationnelle de la structure l' état de transition peut être une influence écrasante.

Régiosélectivité

La théorie des orbitales moléculaires de la frontière a également été utilisée pour expliquer les modèles de régiosélectivité observés dans les réactions de Diels-Alder des systèmes substitués. Le calcul de l'énergie et des coefficients orbitaux des orbitales frontières des composants fournit une image qui est en bon accord avec l'analyse plus simple des effets de résonance des substituants, comme illustré ci-dessous.

En général, la régiosélectivité trouvée pour la réaction de Diels-Alder à demande électronique normale et inverse suit la règle ortho-para , ainsi nommée, car le produit cyclohexène porte des substituants dans des positions analogues aux positions ortho et para des arènes disubstituées. Par exemple, dans un scénario de demande normale, un diène portant un groupe électrodonneur (EDG) à C1 a son plus grand coefficient HOMO à C4, tandis que le diène avec un groupe électroattracteur (EWG) à C1 a le plus grand coefficient LUMO à C2. L'appariement de ces deux coefficients donne le produit "ortho" comme on le voit dans le cas 1 de la figure ci-dessous. Un diène substitué en C2 comme dans le cas 2 ci-dessous a le plus grand coefficient HOMO en C1, donnant lieu au produit "para". Des analyses similaires pour les scénarios de demande inverse correspondants donnent lieu aux produits analogues observés dans les cas 3 et 4. En examinant les formes mésomères canoniques ci-dessus, il est facile de vérifier que ces résultats sont en accord avec les attentes basées sur la considération de la densité électronique et polarisation.

En général, en ce qui concerne la paire HOMO-LUMO la mieux adaptée énergétiquement, maximiser l'énergie d'interaction en formant des liaisons entre les centres avec les plus grands coefficients orbitaux frontières permet de prédire le régioisomère principal qui résultera d'une combinaison diène-diénophile donnée. Dans un traitement plus sophistiqué, trois types de substituants ( Z retirant : HOMO et LUMO abaissant (CF ₃ , NO ₂ , CN, C(O)CH ₃ ), X donnant : HOMO et LUMO remontant (Me, OMe, NMe ₂ ) , conjugaison C : augmentation de HOMO et diminution de LUMO (Ph, vinyle)) sont considérées, ce qui donne un total de 18 combinaisons possibles. La maximisation de l'interaction orbitale prédit correctement le produit dans tous les cas pour lesquels des données expérimentales sont disponibles. Par exemple, dans des combinaisons peu courantes impliquant des groupes X à la fois sur le diène et le diénophile, un modèle de substitution 1,3 peut être favorisé, un résultat non expliqué par un argument de structure de résonance simpliste. Cependant, les cas où l'argument de résonance et l'appariement des plus grands coefficients orbitaux sont en désaccord sont rares.

Stéréospécificité et stéréosélectivité

Les réactions de Diels-Alder, en tant que cycloadditions concertées, sont stéréospécifiques . Les informations stéréochimiques du diène et du diénophile sont conservées dans le produit, en tant qu'addition syn par rapport à chaque composant. Par exemple, des substituants en relation cis ( trans , resp.) sur la double liaison du diénophile donnent naissance à des substituants cis ( trans , resp.) sur ces mêmes carbones par rapport au cycle cyclohexène. De même, les diènes cis , cis - et trans , trans - disubstitués donnent des substituants cis à ces carbones du produit tandis que les diènes cis , trans - disubstitués donnent des substituants trans :

Les réactions de Diels-Alder dans lesquelles des stéréocentres adjacents sont générés aux deux extrémités des liaisons simples nouvellement formées impliquent deux résultats stéréochimiques possibles différents. Il s'agit d'une situation stéréosélective basée sur l'orientation relative des deux composants séparés lorsqu'ils réagissent l'un avec l'autre. Dans le contexte de la réaction de Diels-Alder, l'état de transition dans lequel le substituant le plus important (un groupe électroattracteur et/ou conjugant) sur le diénophile est orienté vers le système diène et glisse sous celui-ci au fur et à mesure que la réaction a lieu est connu sous le nom d' état de transition endo . Dans l' état de transition exo alternatif , il s'en éloigne. (Il existe un usage plus général des termes endo et exo dans la nomenclature stéréochimique.)

Dans les cas où le diénophile a un seul substituant attracteur d'électrons / conjugant, ou deux substituants attracteurs d'électrons / conjugant cis l'un à l'autre, le résultat peut souvent être prédit. Dans ces scénarios Diels-Alder à "demande normale", l' état de transition endo est généralement préféré, bien qu'il soit souvent plus encombré stériquement. Cette préférence est connue sous le nom de règle endo d'Aulne . Comme indiqué à l'origine par Alder, l'état de transition préféré est celui avec une « accumulation maximale de doubles liaisons ». La sélectivité endo est typiquement plus élevée pour les diénophiles rigides tels que l'anhydride maléique et la benzoquinone ; pour d'autres, comme les acrylates et les crotonates , la sélectivité n'est pas très prononcée.

L'explication la plus largement acceptée de l'origine de cet effet est une interaction favorable entre les systèmes du diénophile et du diène, une interaction décrite comme un effet orbital secondaire , bien que les attractions dipolaires et van der Waals puissent également jouer un rôle, et solvant peut parfois faire une différence substantielle dans la sélectivité. L'explication du chevauchement orbital secondaire a été proposée pour la première fois par Woodward et Hoffmann. Dans cette explication, les orbitales associées au groupe en conjugaison avec la double liaison diénophile chevauchent les orbitales intérieures du diène, une situation qui n'est possible que pour l' état de transition endo . Bien que l'explication originale n'invoquait que l'orbitale sur l'atome à la double liaison diénophile, Salem et Houk ont ​​par la suite proposé que les orbitales sur les carbones α et participent toutes deux lorsque la géométrie moléculaire le permet.

Souvent, comme avec les diènes hautement substitués, les diénophiles très volumineux ou les réactions réversibles (comme dans le cas du furane en tant que diène), les effets stériques peuvent l' emporter sur la sélectivité endo normale en faveur de l' isomère exo .

Le diène

Le composant diène de la réaction de Diels-Alder peut être à chaîne ouverte ou cyclique, et il peut héberger de nombreux types différents de substituants ; il doit cependant être en mesure d'exister dans la s- cis conformation, puisque c'est le seul conformère qui peut participer à la réaction. Bien que les butadiènes soient généralement plus stables dans la conformation s-trans, dans la plupart des cas, la différence d'énergie est faible (environ 2 à 5 kcal/mol).

Un substituant volumineux en position C2 ou C3 peut augmenter la vitesse de réaction en déstabilisant le s- trans conformation et en forçant le diène dans le réactif s- cis conformation. Le 2- tert -butyl-buta-1,3-diène, par exemple, est 27 fois plus réactif que le simple butadiène. A l' inverse, un diène ayant des substituants volumineux à la fois C2 et C3 sont moins réactifs parce que les interactions stériques entre les substituants déstabilisent la s- cis conformation.

Les diènes avec des substituants terminaux volumineux (C1 et C4) diminuent la vitesse de réaction, probablement en empêchant l'approche du diène et du diénophile.

Un diène particulièrement réactif est le 1-méthoxy-3-triméthylsiloxy-buta-1,3-diène, également connu sous le nom de diène de Danishefsky . Il a une utilité synthétique particulière comme moyen de fournir des systèmes cyclohexénones α,β-insaturés par élimination du substituant 1-méthoxy après déprotection de l'énol silyléther. D'autres dérivés synthétiquement utiles du diène de Danishefsky comprennent les 1,3-alcoxy-1-triméthylsiloxy-1,3-butadiènes (diènes de Brassard) et les 1-dialkylamino-3-triméthylsiloxy-1,3-butadiènes (diènes bruts). La réactivité accrue de ces diènes et de diènes similaires est le résultat des contributions synergiques des groupes donneurs en C1 et C3, élevant le HOMO significativement au-dessus de celui d'un diène monosubstitué comparable.

Des diènes instables (et donc hautement réactifs), dont peut-être les plus utiles synthétiquement sont les o - quinodiméthanes , peuvent être générés in situ. Une force motrice forte pour la cycloaddition [4+2] de telles espèces est le résultat de l'établissement (ou du rétablissement) de l'aromaticité. Les méthodes courantes pour générer des o- quinodiméthanes comprennent la pyrolyse des benzocyclobutènes ou de la sulfone correspondante, l'élimination en 1,4 des silanes ou stannanes orthobenzyliques et la réduction des dibromures α,α'-orthobenzyliques.

Au contraire, sont plutôt stables diènes et non réactive subissent des réactions de Diels-Alder seulement à des températures élevées: par exemple, le naphtalène peut fonctionner comme un diène, conduisant à adduits avec seulement diénophiles très réactifs, tels que N -phényl- maléimide . L'anthracène , étant moins aromatique (et donc plus réactif pour les synthèses Diels-Alder) dans son cycle central peut former un adduit 9,10 avec l'anhydride maléique à 80 °C et même avec l' acétylène , un diénophile faible, à 250 °C.

Le diénophile

Dans une réaction normale de Diels-Alder, le diénophile a un groupe électroattracteur en conjugaison avec l'alcène; dans un scénario de demande inverse, le diénophile est conjugué à un groupe donneur d'électrons. Les diénophiles peuvent être choisis pour contenir une « fonctionnalité masquée ». Le diénophile subit une réaction de Diels-Alder avec un diène introduisant une telle fonctionnalité sur la molécule de produit. Une série de réactions s'ensuit alors pour transformer la fonctionnalité en un groupe souhaitable. Le produit final ne peut pas être fabriqué en une seule étape DA car le diénophile équivalent est soit non réactif, soit inaccessible. Un exemple d'une telle approche est l'utilisation de -chloroacrylonitrile (CH ₂ =CClCN). Lorsqu'il réagit avec un diène, ce diénophile introduira une fonctionnalité α-chloronitrile sur la molécule de produit. Il s'agit d'une « fonctionnalité masquée » qui peut ensuite être hydrolysée pour former une cétone. Le -chloroacrylonitrile diénophile est un équivalent du cétène diénophile (CH ₂ = C = O), qui produirait le même produit en une étape DA. Le problème est que le cétène lui-même ne peut pas être utilisé dans les réactions de Diels-Alder car il réagit avec les diènes de manière indésirable (par cycloaddition [2+2]), et par conséquent, une approche de « fonctionnalité masquée » doit être utilisée. D'autres fonctionnalités de ce type sont des substituants phosphonium (donnant des doubles liaisons exocycliques après la réaction de Wittig), diverses fonctionnalités sulfoxyde et sulfonyle (les deux sont des équivalents acétylène) et des groupes nitro (équivalents cétène).

Variantes de la réaction classique de Diels-Alder

Hétéro-Diels–Aulne

Les réactions de Diels-Alder impliquant au moins un hétéroatome sont également connues et sont collectivement appelées réactions hétéro-Diels-Alder. Les groupes carbonyle , par exemple, peuvent réagir avec succès avec les diènes pour donner des cycles dihydropyrane , une réaction connue sous le nom de réaction oxo-Diels-Alder , et les imines peuvent être utilisées, soit comme diénophile, soit à divers sites dans le diène, pour former divers N -composés hétérocycliques par réaction aza-Diels-Alder . Les composés nitroso (RN=O) peuvent réagir avec les diènes pour former des oxazines . L'isocyanate de chlorosulfonyle peut être utilisé comme diénophile pour préparer le lactame de Vince .

Activation de l'acide de Lewis

Les acides de Lewis , tels que le chlorure de zinc, le trifluorure de bore, le tétrachlorure d'étain ou le chlorure d'aluminium, peuvent catalyser les réactions de Diels-Alder en se liant au diénophile. Traditionnellement, la réactivité améliorée de Diels-Alder est attribuée à la capacité de l'acide de Lewis à abaisser la LUMO du diénophile activé, ce qui entraîne une plus petite demande normale d'électrons HOMO-LUMO écart énergétique orbital et donc des interactions orbitales plus stabilisantes.
Des études récentes, cependant, ont montré que cette justification derrière les réactions de Diels-Alder catalysées par un acide de Lewis est incorrecte. On constate que les acides de Lewis accélèrent la réaction de Diels-Alder en réduisant la répulsion stérique déstabilisante de Pauli entre le diène et le diénophile en interaction et non en abaissant l'énergie du LUMO du diénophile et, par conséquent, en améliorant l'interaction orbitale normale de la demande d'électrons. L'acide de Lewis se lie via une interaction donneur-accepteur au diénophile et via ce mécanisme polarise la densité orbitale occupée loin de la double liaison réactive C = C du diénophile vers l'acide de Lewis. Cette densité orbitale occupée réduite sur la double liaison C = C du diénophile s'engagera, à son tour, dans une interaction orbitale moins répulsive à coquille fermée à coquille fermée avec le diène entrant, réduisant la répulsion stérique déstabilisante de Pauli et abaissant ainsi le Diels- Barrière de réaction d'aulne. De plus, le catalyseur acide de Lewis augmente également l'asynchronicité de la réaction de Diels-Alder, rendant l'orbitale π occupée située sur la double liaison C=C du diénophile asymétrique. En conséquence, cette asynchronicité accrue entraîne une réduction supplémentaire de la répulsion stérique déstabilisante de Pauli ainsi qu'une diminution de la pression sur les réactifs pour se déformer, en d'autres termes, elle réduit la contrainte d'activation déstabilisante (également appelée énergie de distorsion). Ce mécanisme catalytique de travail est connu sous le nom de catalyse d'abaissement de Pauli , qui intervient dans une variété de réactions organiques.
La justification originale derrière les réactions de Diels-Alder catalysées par l'acide de Lewis est incorrecte, car en plus d'abaisser l'énergie du LUMO du diénophile, l'acide de Lewis abaisse également l'énergie du HOMO du diénophile et augmente donc la demande inverse en électrons énergie orbitale LUMO-HOMO écart. Ainsi, en effet, les catalyseurs acides de Lewis renforcent l'interaction orbitale de demande d'électrons normale en abaissant le LUMO du diénophile, mais ils affaiblissent simultanément l'interaction orbitale de demande d'électrons inverse en abaissant également l'énergie du HOMO du diénophile. Ces deux phénomènes antagonistes s'annulent efficacement, ce qui entraîne des interactions orbitales presque inchangées par rapport aux réactions de Diels-Alder non catalysées correspondantes et ce n'est pas le mécanisme actif derrière les réactions de Diels-Alder catalysées par l'acide de Lewis.

Diels asymétriques-Aulne

De nombreuses méthodes ont été développées pour influencer la stéréosélectivité de la réaction de Diels-Alder, telles que l'utilisation d'auxiliaires chiraux, la catalyse par des acides de Lewis chiraux et des catalyseurs à petites molécules organiques . Les oxazolidinones d'Evans , les oxazaborolidines , les bis- oxazoline - chélates de cuivre , la catalyse à l' imidazoline et de nombreuses autres méthodologies existent pour effectuer des réactions de Diels-Alder diastéréo- et énantiosélectives.

Hexadehydro Diels–Aulne

Dans la réaction hexadéhydro Diels-Alder , des alcynes et des diynes sont utilisés à la place des alcènes et des diènes, formant un intermédiaire benzynique instable qui peut ensuite être piégé pour former un produit aromatique. Cette réaction permet la formation de cycles aromatiques fortement fonctionnalisés en une seule étape.

Applications

La réaction rétro Diels-Alder est utilisée dans la production industrielle de cyclopentadiène . Le cyclopentadiène est un précurseur de divers norbornènes , qui sont des monomères courants . La réaction de Diels-Alder est également utilisée dans la production de vitamine B6 .

Histoire

Le travail de Diels et Alder est décrit dans une série de 28 articles publiés dans les Justus Liebigs Annalen der Chemie et Berichte der deutschen chemischen Gesellschaft de 1928 à 1937. Les 19 premiers articles ont été rédigés par Diels et Alder, tandis que les derniers articles ont été rédigés par Diels et divers contributeurs.

La première application de la réaction de Diels-Alder en synthèse totale a été illustrée par les synthèses de RB Woodward des stéroïdes cortisone et cholestérol . La réaction du butadiène avec la quinone ci-dessous a fourni aux anneaux C et D du squelette stéroïde la régiochimie souhaitée.

EJ Corey , dans sa synthèse originale de 1969 des prostaglandines F2α et E2, a utilisé une réaction de Diels-Alder au début de la synthèse pour établir la stéréochimie relative de trois stéréocentres contigus sur le noyau de cyclopentane de prostaglandine. Pour atténuer l'isomérisation du cyclopentadiène substitué via le déplacement 1,5-hydrure , il s'est avéré nécessaire de maintenir cet intermédiaire en dessous de 0 ° C jusqu'à ce que le Diels-Alder puisse avoir lieu. Ainsi, l'activation par le tétrafluoroborate cuivrique fortement acide de Lewis était nécessaire pour permettre à la réaction d'avoir lieu. L'utilisation de 2-chloroacrylonitrile comme diénophile est un équivalent synthétique viable pour le cétène, une structure qui sous-fait généralement une cycloaddition [2+2] pour donner un dimère de cyclobutanone plutôt que de participer aux réactions de Diels-Alder avec les 1,3-diènes. L'hydrolyse du mélange épimère d'adduits de chloronitrile a révélé la bicycloheptanone souhaitée avec un rendement élevé.

Samuel J. Danishefsky a utilisé une réaction de Diels-Alder pour synthétiser le préphénate disodique , un précurseur biosynthétique des acides aminés phénylalanine et tyrosine, en 1979. Cette séquence est remarquable comme l'une des premières à présenter le 1-méthoxy-3-siloxybutadiène, le so -appelé Danishefsky diène, en synthèse totale. Son utilité est apparente ci-dessous, à savoir la fourniture immédiate de systèmes de cyclohexénone α,β-insaturés.

Dans leur synthèse de 1980 sur la réserpine , Paul Wender et ses collègues ont utilisé une réaction de Diels-Alder pour définir la structure cis-décaline des anneaux D et E du produit naturel. Le Diels-Alder initial entre l'acide 2-acétoxyacrylique et le 1,2-dihydropyridine-1-carboxylate illustré ci-dessous met le groupe carboxyle nouvellement installé en mesure de se réarranger exclusivement en anneaux cis-fusionnés après conversion en isoquinuclidene illustré ci-dessous. La fusion cis a permis l'établissement de la stéréochimie en C17 et C18 : d'abord par clivage du groupe acétate en C18 pour donner une cétone qui peut moduler la stéréochimie du groupe méthoxy C17, puis par réduction de la cétone en C18 de la face exo pour réaliser la stéréochimie du produit final.

Dans la synthèse de la réserpine de Stephen F. Martin , les anneaux D et E fusionnés en cis ont également été formés par une réaction de Diels-Alder. Diels-Alder intramoléculaire de la pyranone ci-dessous avec extrusion subséquente de dioxyde de carbone via un rétro [4+2] a donné le lactame bicyclique. L'époxydation à partir de la face la moins encombrée, suivie d'une ouverture d'époxyde au niveau du C18 moins encombré, a donné la stéréochimie souhaitée à ces positions, tandis que la fusion cis a été réalisée avec hydrogénation, procédant à nouveau principalement à partir de la face la moins encombrée.

Une pyranone a également été utilisée comme diénophile par le groupe de KC Nicolaou dans la synthèse totale du taxol . La réaction intermoléculaire de l'hydroxy-pyrone et de l'ester α,β-insaturé illustrée ci-dessous a souffert d'un rendement et d'une régiosélectivité médiocres; cependant, lorsqu'il est dirigé par l'acide phénylboronique, le produit d'addition souhaité peut être obtenu avec un rendement de 61 % après clivage du boronate avec le 2,2-diméthyl-1,3-propanediol. La stéréospécificité de la réaction de Diels-Alder dans ce cas a permis de définir quatre stéréocentres qui ont été transférés au produit final.

Une réaction de Diels-Alder a été l'étape clé de la synthèse d' Amos Smith de (-)-furaquinocine C. La dione 1 a été convertie en le diène requis par énolisation en utilisant deux silylations successives avec du TMSCl. La cycloaddition Diels-Alder avec la bromoquinone a été suivie d'une déshydrohalogénation spontanée pour reformer le cycle aromatique . Le diène dans ce cas est remarquable comme un exemple rare d'un dérivé cyclique du diène de Danishefsky.

Viresh Rawal et Sergey Kozmin , dans leur synthèse de 1998 de la tabersonine, ont utilisé un Diels-Alder pour établir la stéréochimie relative cis du noyau alcaloïde. La conversion du cis-aldéhyde en son alcène correspondant par oléfination de Wittig et la métathèse de fermeture de cycle subséquente avec un catalyseur de Schrock ont donné le deuxième cycle du noyau alcaloïde. Le diène dans ce cas est remarquable en tant qu'exemple de 1-amino-3-siloxybutadiène, autrement connu sous le nom de diène de Rawal.

En 1988, William Okamura et Richard Gibbs ont rapporté une synthèse énantiosélective de (+)-sterpurène qui comportait une remarquable réaction intramoléculaire de Diels-Alder d'un allène. Le réarrangement [2,3]-sigmatrope du groupe thiophényle pour donner le sulfoxyde comme ci-dessous s'est déroulé de manière énantiospécifique en raison de la stéréochimie prédéfinie de l'alcool propargylique. De cette manière, l'isomère d'allène unique formé pourrait amener le Diels-Alder à se produire sur une seule face du «diène» généré.

La synthèse de (-)-tétracycline d' Andrew Myers en 2005 a permis d'obtenir le noyau tétracyclique linéaire de l'antibiotique avec une réaction de Diels-Alder. Initiée thermiquement, l'ouverture conrotatoire du benzocyclobutène a généré le o-quinodiméthane, qui a réagi de manière intermoléculaire pour donner le squelette de la tétracycline ; le diastéréoisomère présenté a ensuite été cristallisé dans du méthanol après purification par chromatographie sur colonne. Les auteurs notent que le groupe hydroxyle libre du diénophile faisait partie intégrante du succès de la réaction, car les variantes protégées par hydroxyle n'ont pas réagi dans plusieurs conditions de réaction différentes.

Takemura et al. synthétisé la cantharadrine en 1980 par Diels-Alder, en utilisant une haute pression.

Les applications synthétiques de la réaction de Diels-Alder ont été largement examinées.

Voir également

• Cycloaddition Bradsher
• Réaction de Wagner-Jauregg
• Réaction Imine Diels-Alder
• Réaction Aza-Diels-Alder

Les références

Bibliographie

• Carey, Francis A.; Sundberg, Richard J. (2007). Chimie organique avancée : Partie B : Réactions et synthèse (5e éd.). New York : Springer. ISBN 978-0387683546.

Liens externes

• [2] Traduction anglaise de l'article allemand de 1928 de Diels et Alder qui leur a valu le prix Nobel. Titre en anglais : 'Synthèses de la série hydroaromatique' ; Titre allemand "Synthesen in der hydroaromatischen Reihe".