Номер 172, страница 49 - гдз по химии 10-11 класс задачник Еремин, Дроздов

2.172. Выберите вещества, неспособные вступать в реакцию Дильса–Альдера в качестве диена:

Реакция Дильса—Альдера представляет собой [4+2]-циклоприсоединение между сопряженным диеном и диенофилом. Для того чтобы вещество могло выступать в роли диена, оно должно удовлетворять двум основным требованиям:

1. Иметь систему сопряженных двойных связей (т.е. структуру вида C=C–C=C).
2. Иметь возможность принять пространственную s-цис-конформацию, при которой двойные связи направлены в одну сторону. Жестко зафиксированная s-транс-конформация, отсутствие сопряжения или высокая энергетическая стоимость нарушения ароматичности препятствуют реакции.

Рассмотрим каждое вещество:

а) Инден. В этой молекуле есть сопряженная система, охватывающая двойную связь пятичленного цикла и часть бензольного кольца. Однако из-за жесткой геометрии конденсированных циклов эта система зафиксирована в нереакционноспособной s-транс-конформации. Поворот вокруг одинарной связи для достижения необходимой s-цис-конформации невозможен. Поэтому инден не может выступать в качестве диена.
Ответ: неспособен.

б) Антрацен. Это полициклический ароматический углеводород. Его центральное кольцо может реагировать как диен по положениям 9 и 10. Несмотря на то, что это приводит к нарушению общей ароматической системы, реакция протекает, поскольку в продукте сохраняются два стабильных бензольных кольца. Диеновый фрагмент в центральном кольце имеет выгодную, жестко зафиксированную s-цис-конформацию.
Ответ: способен.

в) 2,5-Диметилфуран. Фуран и его производные являются классическими диенами в реакции Дильса—Альдера. Сопряженная система в пятичленном гетероцикле зафиксирована в плоской s-цис-конформации, что является идеальным условием для реакции. Ароматический характер фурана выражен слабо, поэтому энергетический барьер для реакции невысок.
Ответ: способен.

г) Бицикло[2.2.0]гекса-2,5-диен (один из изомеров бензола, известный как бензол Дьюара). В данной молекуле две двойные связи разделены двумя одинарными связями, то есть они не являются сопряженными. Отсутствие сопряженной системы является фундаментальным препятствием для участия в реакции Дильса—Альдера в качестве диена.
Ответ: неспособен.

д) Бензол. Хотя бензол имеет сопряженную систему, он является высокостабильным ароматическим соединением. Реакция Дильса—Альдера привела бы к полному разрушению ароматичности, что требует затрат очень большой энергии. Поэтому в стандартных условиях бензол не вступает в реакцию Дильса—Альдера в качестве диена.
Ответ: неспособен.