Dielsova-Alderova reakce: stereochemie dienu

V tomto videu se zaměříme na stereochemii dienu. Nalevo máme dien a napravo dienofil. Začnu tím, že nakreslím produkt této Dielsovy-Alderovy reakce bez ohledu na stereochemii. Víme, že v rámci Dielsovy-Alderovy reakce dochází k součinnému pohybu šesti pí elektronů. Tyto pí elektrony se přesunou sem a vytvoří vazbu mezi těmito dvěma uhlíky. A tyto pí elektrony se přesunou sem a vytvoří vazbu mezi těmito dvěma uhlíky. A tyto pí elektrony se přesunou sem dolů. Nakreslím produkt, ale zatím nebudu uvažovat stereochemii. Tady budou dvojné vazby. A tady methylové skupiny. Tyto estery zkrátím na CO₂Me. Druhé CO₂Me bude tady. Tento alkyn jsme si vybrali jako dienofil, abychom nemuseli řešit stereochemii na těchto dvou uhlících. Stereochemii nemusíme řešit také na těchto dvou uhlících, které přišly z dienu. Pojďme se tedy podívat na strukturu dienu z blízka. Tohle je trans-trans dien. Na této i této dvojné vazbě jsou skupiny v uspořádání trans. Začněme vnitřními substituenty, tedy těmito dvěma vodíky. Podívejme se na ně na obrázku. Tyto dva vodíky jsou na vnitřní straně. Když dojde k vytvoření vazeb mezi těmito a těmito dvěma uhlíky, tak si všimněte, co se stane s těmito vodíky. Uhlíky, na které jsou vodíky nalevo navázány, mají hybridizaci sp². Tyto dva uhlíky mají hybridizaci sp². Ale všimněte si, že v produktu již mají uhlíky hybridizaci sp³. Tyto dva vodíky jsou vnitřní substituenty, a proto budou v produktu nahoře. Pokud se na produkt díváme z této strany, tak tyto dva vodíky směřují k nám. Nakreslím to. Na kruh dáme dvojné vazby. Dále zakreslím estery. Takže CO₂Me tady a CO₂Me tady. Teď zakreslím vodíky, které směřují k nám. Takže tyto dva uhlíky, které jsem označil červeně, jsou tyto dva uhlíky. Na každém z těchto uhlíků by měl být vodík směřující k nám. Tady je vodík na klínku. A tady je vodík na klínku. Dále se pojďme podívat na vnější substituenty. Označím je modrou barvou. Máme dva vnější substituenty, a to tyto dvě methylové skupiny. V tomto modelu jsou methylové skupiny označené žlutě. Takže tady jsou methylové skupiny. Všimněte si, co se stane s těmito methylovými skupinami, když tyto uhlíky změní hybridizaci z sp² do sp³. Pokud byl vnitřní substituent nahoře, tak vnější substituent bude dole. Takže tyto methylové skupiny budou dole. Když se podíváme na nákres produktu, tak obě methylové skupiny budou směřovat od nás. Nakreslím je na čárkovaném klínku. Obě tyto methylové skupiny směřují od nás. V dalším příkladu máme stejný dienofil, ale jiný dien. Máme tu cyklopentadien. Vidíme, že dvojné vazby mají uspořádání cis. V Dielsových-Alderových reakcích dochází k přesunu šesti pí elektronů. Takže tyto elektrony se přesunou sem, aby vytvořily vazbu mezi těmito dvěma uhlíky. Tyto elektrony se přesunou sem, aby vytvořily vazbu mezi těmito dvěma uhlíky. A tyto pí elektrony se přesunou sem. Nakreslím produkt a začnu tímto kruhem. Ještě zvýrazním některé elektrony. Tohle samozřejmě ještě není finální produkt. Tyto červené elektrony se přesunou sem. A tyto modré pí elektrony se přesunou sem. A ještě tu máme fialové pí elektrony, které se přesunou sem. Ale stále tu máme přemosťující CH₂, které také chceme zakreslit do produktu. Teď se na produkt díváme ze shora. A ještě tu máme estery. Jedno CO₂Me je návázáno na tento uhlík. A druhé CO₂Me je navázáno na tento uhlík. Tohle je pouze jeden ze způsobů, jak nakreslit produkt. Pokud bychom ho chtěli nakreslit více prostorově, tak začneme tím, že se podíváme na obrázek dole. Přemosťující CH₂ by byl tady. A k přemosťujícímu CH₂ vedou tyto vazby. Jsou to vnitřní substituenty, a ty, jak víme, budou směřovat nahoru. Dále došlo k vytvoření této červené vazby. Je to vazba mezi tímto a tímto uhlíkem. Došlo k vytvoření vazby mezi těmito dvěma uhlíky. To je tato vazba. Také došlo k vytvoření tady této modré vazby. To je vazba mezi tímto a tímto uhlíkem. Takže jsme vytvořili vazbu mezi těmito dvěma uhlíky. Je to tato vazba. Tohle jsou vnitřní substituenty, takže toto přemosťující CH₂ směřuje nahoru. Zkusme nakreslit produkt ještě z jiného pohledu. V podstatě překreslím to, co vidíme na obrázku. Tohle je velmi častá forma zobrazení produktu. Chce to trochu cviku, abychom to překreslili správně;. Ještě zakreslím dvojné vazby a estery CO₂Me. Přemosťující CH₂ je tady a směřuje nahoru. V našem posledním příkladu máme stejný dienofil, ale dien je jiný. Na této dvojné vazbě má dien uspořádání cis, ale na této dvojné vazbě je uspořádání trans. Začněme přesunem šesti pí elektronů. Tyto pí elektrony se přesunou sem, aby vytvořily vazbu mezi těmito uhlíky. Tyto pí elektrony se přesunou sem a vytvoří vazbu mezi těmito uhlíky. A ještě se tyto elektrony přesunou sem dolů. Zkusme nakreslit produkt. Nakreslím kruh a na něm dvě dvojné vazby. Dále zakreslím esterové skupiny. Takže CO₂Me tady a CO₂Me tady. Dále se podívejme na substituenty. Začněme vnitřními substituenty. Máme tu vodík a methylovou skupinu. Podívejme se na ně na obrázku dole. Tady je vodík a tady methylová skupina. Po vytvoření vazeb mezi těmito a těmito dvěma uhlíky budou vnitřní substituenty směřovat nahoru. Tady je vodík a tady methylová skupina. Když se na produkt díváme ze shora, tak tyto dvě skupiny směřují k nám. Pojďme tyto skupiny zakreslit. Methylová skupina je na tomto uhlíku. To je tento uhlík. Takže na tomto uhlíku je methylová skupina směřující k nám. Je tedy na klínku. A na dalším uhlíku, který je tady, bude vodík, který směřuje k nám. Takže sem zakreslím vodík, který směřuje k nám. Teď se pojďme podívat na vnější substituenty. Označím je modře. Vnějšími substituenty jsou tento vodík a tato methylová skupina. Na obrázku je vodík tady a methylová skupina tady. Vidíme, že vodík směřuje dolů. Takže vodík zakreslím na čárkovaném klínku. Vnější substituenty totiž směřují dolů. Methylová skupina je tady, tedy vzhledem k vodíku dole. Zakreslím methylovou skupinu na čárkovaném klínku. Co by se stalo, pokud bychom vzali tento dien a podívali se na něj z jiné perspektivy? Ukážeme si to na videu. Tady je dien s methylovými skupinami označenými žlutě. Pokud molekulu takto pootočím, tak bude tato methylová skupina vnitřním substituentem a naopak tato methylová skupina vnějším substituentem. Jak jsme viděli na videu, tak tohle je stále stejný dien. Je tedy stejný jako tento. Jen se na něj díváme z jiného úhlu. Teď přesuneme šest pí elektronů. Vytvoří se tyto vazby. A můžeme začít kreslit produkt. Na kruhu máme dvě dvojné vazby a dvě esterové skupiny, CO₂Me. Dále se zaměříme na vnitřní substituenty, tedy vodík a methylovou skupinu. Vnitřní substituenty budou směřovat nahoru. Takže vodíky a methylová skupina budou na klínku. Na tomto uhlíku je vodík na klínku. A na tomto uhlíku je methylová skupina na klínku. Dále se zaměříme na vnější substituenty. Takže na methylovou skupinu a vodík. Vnější substituenty směřují dolů, takže tuto methylovou skupinu zakreslíme směřující od nás. Vodík také směřuje od nás, takže bude tady na čárkovaném klínku. Tohle je produkt této reakce. Předtím, když jsme se dívali na dien tímto způsobem, tak jsme získali tento produkt. Jaký je vztah mezi těmito dvěma molekulami? Jsou to enantiomery. Takže produktem této reakce je dvojice enantiomerů.