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実験４．フランと無水マレイン酸との
Diels-Alder 反応
キーワードDiels-Alder 反応，フラン，無水マレイン酸，エンド，エキソ，エンド則，可逆反応，速度論支配と熱力学支配
Diels-Alder 反応
Otto Paul Hermann Diels (1876~1954)オットー・ポール・ヘルマン・ディールス
Kurt Alder (1902~1958)クルト・アルダー
Diels-Alder 反応は，Diels とAlder が発見した （ノーベル化学賞）
+200 ℃
1,3-ブタジエン（4π電子）
エテン（2π電子）
シクロヘキセン（環化付加物）
Diels-Alder反応は[4+2]環化付加反応である！
4つのπ電子を持つ共役した4つの原子の集団が，
2つのπ電子を持つ二重結合と反応する．
通常、ジエンに電子供与基（EDG）、ジエノファイルには電子吸引基（EWG)を持つ基質が反応に用いられる。
EWG
EDG EDGEWGnormal electron- demand
Diels- Alder reaction
EDG: electro donating groupEWG: electro withdrawing group
Diels – Alder 反応によく用いられる試薬
LUMO
HOMO
E
EWG
EWG
共役ジエンにHOMOのエネルギー準位を上昇させる電子供与性基、ジエノファイルにLUMOのエネルギー準位を低下させる電子吸引性基が置換している場合に、２つの軌道の相互作用がより大きくなり反応が加速される。
Diels-Alder反応は協奏的である！
出発物質の三つのπ結合が切れると同時に，
新しい炭素-炭素単結合と新しいπ結合が生成する．
環状遷移状態をとるため、ジエンはs – cis配座をとって付加する。s – trans配座からはDiels – Alder反応は進行しない。たとえば、上記において1，3 –pentadieneはs – cis配座をとりにくいため、 Diels – Alder反応の反応性はE体にくらべて著しく低下する。
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
H
H
H
H
100 °C, 2.5 h
97%
100 °C, 8 h
4%
TS : s - cis
H COOCH3
COOCH3H+
COOCH3
COOCH3
H
H
H COOCH3
HH3COOC
+COOCH3
HH
COOCH3
Diels-Alder反応は立体特異的である！
求ジエンの立体化学は保持される．
同様に，ジエンの立体化学も保持される．
シス形出発物質 シス形生成物
トランス形出発物質 トランス形生成物
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
endo
exo
O
O
fast
slow
HH
H
H
熱力学的生成物
速度論的生成物
Diels-Alder反応はendo則に従う！
endo体の方が速度論的に優先的に生成する．
O
O
exo
O
O
HH熱力学的生成物
O
O
O
Oendo
HH
速度論的生成物O
O
O
O
O
O
O
O
二つの競争反応のエネルギー図．
より不安定なendo体が，
安定なexo体に比べて速く生成する．
O O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
O
H
H
H
H
+
O
O
O
O
O
O
O
O
フラン 無水マレイン酸
熱力学的に優位
速度論的に優位 endo体
exo体可逆反応
実験４．フランと無水マレイン酸との Diels-Alder 反応
フランと無水マレイン酸の反応を20℃で行うと，速度論支配でほぼendo体が生じる．
20℃よりも高温になると，逆Diels-Alder反応が起こり，フランと無水マレイン酸が再生し，熱力学的に安定なexo体が徐々に生成する．ゆえに本反応において熱をかけ反応を進めるとexo体が得られる。これはendo体に比べ立体障害少ない。
O
OO O
O
O
O
O
O O
O
O
O
OO O
O
O
O
O
H
H
exo体 主生成物
Ａ，Ｂ型インフルエンザ治療薬一般名 ： リン酸オセルタミビル製品名 ： タミフル
インフルエンザウイルスにはA・B・Cの3型があり、このうちA型とB型がヒトのインフルエンザの原因になる。
本薬はノイラミニダーゼ という酵素
（糖タンパク質）を阻害することによりインフルエンザウイルスが感染細胞表面から遊離することを阻害し、他の細胞への感染・増殖を抑制する
OEt
O
O
H3N
AcHN
H2PO4
構造式
オセルタミビルの合成においてシキミ酸、又はキニン酸を出発物質として用いていたがこれらは高価なので利用に制限がある。そのためＤｉｅｌｓ ‐ Ａｌｄｅｒ反応を用いた合成法が２００６年に紹介された。
Yeung, Y-Y.；Hong, S.； Corey, E. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 6310
![Cikloadicije - University of Belgradehelix.chem.bg.ac.rs/~filip/Organske_sinteze/Cikloadicije.pdf · 2018-01-09 · 1.1. [4+2]cikloadicije: Diels-Alder-ova reakcija Cikloadicije [4+2]cikloadicija](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5e46283442595d20a245f7e3/cikloadicije-university-of-filiporganskesintezecikloadicijepdf-2018-01-09.jpg)
![Index [] a Abbasov/Romo’s Diels–Alder lactonization 628 ab initio – calculations 1159 – molecular orbital calculations 349 – wavefunction 209](https://img.pdfslide.tips/doc/110x75/5aad6f3f7f8b9aa9488e42ac/index-a-abbasovromos-dielsalder-lactonization-628-ab-initio-calculations.jpg)
