親二烯體

在狄爾斯-阿爾德反應裡,跳探戈需要兩個人:四碳的二烯提供四個π電子,而一個較小的雙碳搭檔提供兩個。那個較小的搭檔就是親二烯體——字面意思是'愛二烯'的分子。它就是二烯環繞住、用以閉合新六元環的那個烯烴(或炔烴)。

親二烯體本身不過是一根雙鍵或三鍵,但好的親二烯體不是普通烯烴——它們在反應雙鍵上恰好帶著吸電子基團,如羰基、腈基、酯基或硝基。為什麼?這些基團把電子密度拉走,降低了親二烯體那個空π軌域(它的LUMO)的能量。狄爾斯-阿爾德在二烯的填充軌域(HOMO)與親二烯體的空軌域(LUMO)能量相近、因而強烈重疊時進行得最好;一個缺電子的親二烯體把它的LUMO拉低去迎合二烯的HOMO,反應便大幅加速。光禿禿的乙烯只遲鈍地反應;而馬來酸酐或丙烯醛則爽快地反應。

認出親二烯體,就完成了規劃一個狄爾斯-阿爾德反應的一半。在合成中,你會刻意挑選一個帶吸電子基團的親二烯體,既讓反應得以進行,也因為那個基團會成為產物環上一個有用的把手。這個吸電子取代基還幫助解釋了內型偏好,因為在受偏愛的過渡態中,正是親二烯體的取代基蜷縮到二烯之下。二烯加親二烯體,是記住狄爾斯-阿爾德所需條件最簡單的方式。