En química orgánica , la reacción de hexadehidro-Diels-Alder ( HDDA ) es una reacción química orgánica entre un diino (2 grupos funcionales de alquino dispuestos en un sistema conjugado ) y un alquino para formar una especie bencina reactiva , a través de [4+2] reacción de cicloadición . [1] [2] [3] Este intermedio de bencina luego reacciona con un agente de captura adecuado para formar un producto aromático sustituido . Esta reacción es un derivado de la reacción establecida de Diels-Alder.y procede a través de un mecanismo de cicloadición [4+2] similar. La reacción HDDA es particularmente efectiva para formar sistemas aromáticos fuertemente funcionalizados y sistemas de anillos múltiples en un solo paso sintético.
Según el sustrato elegido, la reacción de HDDA puede iniciarse térmicamente o mediante la adición de un catalizador adecuado , a menudo un metal de transición . [1] [2] [4] [5] El mecanismo prevaleciente para la reacción de HDDA iniciada térmicamente es una cicloadición [4+2] entre un diino conjugado (1,3-dialquino) y un alquino (a menudo denominado diynophile en analogía con el dienophile de Diels-Alder ) para formar una especie de orto - bencino . [1] [2] Se cree que el HDDA catalizado por metales procede por un camino similar, formando un bencino estabilizado por metales, que luego queda atrapado.
El modelo más simple de una reacción HDDA es la cicloadición de butadiino y acetileno para formar ortobencino (o-bencino, que se muestra a continuación). [6] Este intermedio reactivo (indicado entre paréntesis) reacciona posteriormente con un reactivo de captura generalizado que consta de un sitio nucleofílico (Nu-) y electrofílico (El-), dando el producto bencenoide que se muestra.
El intermedio de o-bencina se puede visualizar en las dos formas de resonancia (química) ilustradas anteriormente. La forma más comúnmente representada es el alquino ( 1 ), pero la forma cumuleno ( 1' ) puede ser útil para visualizar la formación de anillos por cicloadición [4+2].
La reacción de HDDA suele ser termodinámicamente favorable ( exotérmica ), pero puede tener una barrera cinética importante para la reacción (alta energía de activación ). Los cálculos han sugerido que la formación de o-bencino no sustituido (a partir de butadiino y acetileno, arriba) tiene una energía de activación de 36 kcal mol- 1 , pero es termodinámicamente favorable, se estima que es exotérmica en -51 kcal mol - 1 . [6] Como resultado de una mayor energía de activación, algunas reacciones de HDDA requieren calentamiento a temperaturas elevadas (>100 °C) para iniciarse. [1] [2]
Además, el paso de atrapamiento de benceno también es termodinámicamente favorable, calculado en -73 kcal mol - 1 adicionales para atrapar un o-bencino sustituido con éster con terc-butanol . [1]