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2D-Animation der Diels-Alder Reaktion von 1,3-Butadien und Ethen

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Abb.1

Nach Brückner setzt die erfolgreiche [2+4]-Cycloaddition von Ethen an 1,3-Butadien recht drastische Reaktionsbedingungen voraus. Als Versuchsparameter werden von ihm eine Reaktionstemperatur von 180 °C, ein Reaktionsdruck von 150 bar und eine Reaktionszeit von 1.5 Tagen genannt (keine Angabe zur Produktausbeute). Da bei [2+4]-Cycloadditionen insgesamt 2 π-Bindungen aufgegeben und zwei σ-Bindungen neu gebildet werden, verlaufen sie im Allgemeinen exergonisch und/oder zumindest exotherm. Um die Rückreaktion zu verhindern, arbeitet man daher gewöhnlicherweise bei tiefen Temperaturen. Die Umsetzung von Butadien mit Ethen erfordert allerdings eine sehr hohe Aktivierungsenergie: Da das Dienophil Ethen keine π-Akzeptorsubstituenten in α-Position zu der C-C-Doppelbindung besitzt, finden auch keine sekundären Orbitalwechselwirkungen mit dem konjugierten System des Butadiens statt, welche den Übergangskomplex energetisch stabilisieren würden.

(Abb. 2) zeigt den Mechanismus der Reaktion mit Stereoinformation.

Abb.2
Mechanismus der Diels-Alder-Reaktion von s-cis-1,3-Butadien und Ethen mit Stereoinformation