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Diels-Alder-Reaktion und deren 3D-Visualisierung

Pericyclische Reaktionen: Cycloadditionsreaktionen

Additionsreaktionen an Olefine, die zu cyclischen Reaktionsprodukten führen, bezeichnet man als Cycloadditionen, die entsprechenden Rückreaktionen als Cycloreversionen. Cycloadditionsreaktionen, die zur Kategorie der pericyclischen Reaktionen gehören, verlaufen einstufig. Die Stereoselektivität des Ringschlusses lässt sich mit Hilfe des Grenzorbitalkonzeptes erklären bzw. mit den Woodward-Hoffmann-Regeln über die Erhaltung der Orbitalsymmetrie vorhersagen. Anwendung finden diese Regeln auch bei der Klärung der Frage, ob die betreffenden Reaktionen unter thermischen oder unter photochemischen Bedingungen stattfinden (thermisch oder photochemisch erlaubt?).

Nach Art und Anzahl der Atome, die beide Reaktionspartner in das cyclische Reaktionsprodukt einbringen, unterteilt man die Bildung von Carbo- und Heterocyclen in [1+2]-Cycloadditionen (Addition von Carbenen oder Nitrenen an Olefine, Acetylene, u.a.) und [2+2]-Cycloadditionen (Addition von Olefinen, Singulett-Sauerstoff, von Ketonen und Aldehyden an Olefine, Acetylene, u.a.). [2+3]-Cycloadditionen sind in der Regel 1,3-Dipoladditionen (Addition von Diazo-Verbindungen, Nitriliminen oder Nitrilyliden an Olefine, Acetylene, u.a.).

Als synthetisch wohl wertvollste Cycloadditionsreaktion kann die thermisch wie photochemisch gleichermaßen leicht verlaufende [4+2]-Cycloaddition angesehen werden. Zu Ehren von Otto Diels und Kurt Alder, die diese Ringbildungsreaktion als Erste durchführten, spricht man gemeinhin von der Diels-Alder-Reaktion.

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