有机人名反应——Diels-Alder（狄尔斯–阿尔德）环加成反应！

Diels–Alder反应
双烯加成反应
环加成
狄尔斯–阿尔德反应

摩熵化学 2025/10/19

Diels–Alder反应（D-A反应），又叫狄尔斯–阿尔德反应、双烯加成反应，是一种环加成反应，共轭双烯与取代烯烃（一般称为亲双烯体）反应生成取代环己烯。它是共轭二烯烃和某些具有碳碳双键、三键的不饱和化合物进行1,4-加成，生成六元环状化合物的反应。

Diels-Alder反应的反应物分成两部分，一部分提供共轭双烯，称为双烯体，另一部分提供不饱和键，称为亲双烯体。改变共轭双烯和亲双烯体的结构，可以得到多种类型的化合物，并且许多反应在室温或在溶剂中加热即可进行，产率也比较高，是合成六元环化物的重要方法。

即使新形成的环之中的一些原子不是碳原子，这个反应也可以继续进行。一些Diels–Alder反应是可逆的，这样的环分解反应叫做逆Diels–Alder反应（retro-Diels–Alder）。在逆D-A反应中，不饱和六元环分解产生二烯和亲二烯体。

1928年德国化学家奥托·迪尔斯（Otto Paul Hermann Diels）和他的学生库尔特·阿尔德（Kurt Alder）首次发现和记载这种新型反应，他们也因此获得1950年的诺贝尔化学奖。

反应定义

[4 + 2] concerted pericyclic reaction between dienophiles and conjugated dienes for the generation of six-membered rings

图片来源：摩熵化学（MolAid）

反应机理

图片来源：摩熵化学（MolAid）

Diels-Alder反应是一步完成的，新的σ键和π键的生成和旧的π键的断裂是同步进行的。反应时，反应物分子彼此靠近互相作用，形成一个环状过渡态，然后逐渐转化为产物分子。也即旧键的断裂和新键的形成是相互协调地在同一步骤中完成的。具有这种特点的反应称为协同反应。

在协同反应中，没有活性中间体如碳正离子、碳负离子、自由基等产生。双烯体具有共轭双键，可以是开链的或环状的，可以连有各种取代基。但它必须具有s-顺构象或者可以由s-反构象转变为s-顺构象（如下图)，其中s指的是两个π键中间的单键。亲双烯体只有一个π键参与反应。

协同反应的机理要求双烯体的两个双键必须取s-顺式构象，如下面的(i)～(v)。s-反式的双烯体不能发生该类反应，如(v)、(vi)。

空同位阻因素対Diels-Alder反应的影响较大，有些双烯体的两个双鍵呈然是s-順式构象，但由于1,4-位取代基的位阻较大，如(vii)，也不能发生该类反应。2, 3位有取代基的共轭体系对Diels-Alder反应不形成位阻，合适的取代基还能促使双烯体取s-顺式构象，此时对反应有利。

反应按协同反应顺式加成来进行的，优先生成endo加成产物（endo规则）。通常电子要求型的情况下二次轨道相互作用大致能解释这一规则，但endo/exo选择性也受立体影响，根据不同底物，完全选择生成exo产物的例子也有报道。除此之外分子内的Diels-Alder反应由于环状结构固定，构型自由度较低，也不完全适用endo规则。

D-A环加成的合成价值归因于以下特征：

1）它可以在一个步骤中创造四个立体中心;

2）如果不对称二烯和亲双烯体反应，它是高区域选择性和高立体专一性的;

3）区域异构体主要是 “邻” 位和 “对” 位产物，而不是 “间” 位产物;

4）如果使用二取代的顺式（Z）烯烃，产物中两个取代基的立体化学将是顺式的；当使用（E）烯烃时，产物中的立体化学将是反式的;

5）二烯中的立体化学信息（E或Z）也转移到产物中;

6）主要产物是内加成物;

7）使用合适的手性催化剂，可使环加成有对映选择性;

8）可以一步产生具有确定立体化学的多环。

合成应用

分子内Diels-Alder环加成是一种非常强大的合成工具，因为它可以在一个步骤中产生分子复杂性。S.Antus及其同事通过使用高价碘试剂（例如，PIDA）使邻甲氧基苯酚去芳构化得到了环己-2,4-二烯酮反应物。这些二烯酮迅速二聚，得到重度取代的复杂三环化合物。 2,6-二甲氧基-4-烯丙基苯酚与PIDA /甲醇的去芳构化使得在一个步骤中形成了天然产物细辛酮。

D.L.Boger实验室完成了Rubroloneaglycon全合成，这是正在进行的探索环丙烯酮缩酮环加成反应的研究的一部分。七元碳环产生的关键步骤是富电子二烯与张力很大的亲二烯体的分子间Diels-Alder反应。环加成以极好的收率（97％）和完全的非对映选择性进行。

E.J. Corey等人对eunicenoneA进行映选择性和立体控制全合成的关键步骤是高效的手性路易斯酸催化的分子间Diels-Alder环加成反应。二烯组分与5当量的2-溴丙烯醛和0.5当量的手性恶唑硼烷催化剂在CH2Cl2中于-78℃下混合48小时，该反应得到80％的所需环加成物，ee值97％，endo/exo值为98：2。