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Journal of the Korean Chemical Society (JKCS)

ISSN 1017-2548(Print)
ISSN 2234-8530(Online)
Volume 26, Number 1
JKCSEZ 26(1)
February 20, 1982 

Determination of Reactivity by MO Theory (ⅩⅩⅢ). Substituent Effect on Regioselectivity of Diels-Alder Reactions

분자궤도론에 의한 반응성 결정 (제23보). Diels-Alder 반응의 배향성에 미치는 치환기 효과
Ikchoon Lee, Eun Sook Han, Keun Bae Rhyu

이익춘, 한은숙, 유근배
Diels-Alder 반응의 배향성에 대한 치환기 및 산촉매 효과를 예측하기 위해 또 Lewis산이 diene, dienophile과의 착물 형성의 경쟁성을 예측하기 위해서 Diels-Alder 반응의 열 또는 촉매반응에 FMO이론을 적용하여 CNDO/2 방법으로 고찰하였다. (1)Acetoxy로 치환된 diene의 카르보닐 산소는 dienophile보다 더 큰 음 전하를 갖기 때문에 Lewis 산이 dienophile보다는 diene에 우선적으로 배위하였다. (2) 본 연구의 대부분의 반응은 Neutral electron demand 반응형태를 가지므로 4-c, 2-c 및 정량적인 SOI방법이 일반적으로 실험적인 주 배향체와 일치함을 알았다. (3) 황은 빈 d-궤도 함수의 참여로 인해서 산소에 비해 치환기의 인접된 말단 탄소원자의 LUMO를 크게 활성화 시켜 Neutral electron demand 반응에서의 diene LUMO-dienophile HOMO 상호작용을 크게 해주어 배향성 결정에 주도적 역할을 하게 되었다.

In order to predict substituent and Lewis acid effects on the regiospecificity of the Diels-Alder reaction, and to investigate the competition for the complexation of Lewis acid between diene and dienophile, frontier orbital theory has been applied to thermal and catalyzed Diels-Alder reaction by means of CNDO/2 MO method. It has been found that: (1) Lewis acid coordinated preferentially with diene rather than dienophile when carbonyl oxygen of acetoxy substituted diene had larger negative atomic charges than that of dienophile. (2) Most of the reaction were neutral electron demand type, and hence 4-C, 2-C and quantitative secondary orbital interacion methods were generally in good accord with experiments. (3) Sulfur activated the adjacent terminal carbon atom greatly to increase diene LUMO-dienophile HOMO interaction through vacant-d-orbital participation, and played an important role in controlling regioselectivity of neutral electron demand reaction type.

7 - 17
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