Professor Helmut Vorbrüggen zum 85. Geburtstag gewidmet Cycloadditionen · Cyclobutane · Homogene Katalyse · Photochemie · Pyrane Unter den durch Ringspannung getriebenen Reaktionen von Cyclopropan-und Cyclobutanderivaten [1] werden die von Donor-Akzeptor-substituierten Cyclopropanen 1 (D-A-Cyclopropane) in der Synthese besonders häufig genutzt (Schema 1). [2,3] Ihre hohe Ringspannung und die durch die vicinalen Substituenten bedingte Polarisierung der C-C-Bindung machen sie zu 1,3-zwitterionischen Bausteinen 2, die Cycloadditionen zu 3 oder andere Reaktionen zu den Produkten 4 ermçglichen. Die homologen vicinal Donor-Akzeptor-substituierten Cyclobutane (D-A-Cyclobutane) 5 sollten analog als 1,4-zwitterionische Bausteine 6 zu den sechsgliedrigen Cycloaddukten 7 oder zu 8 reagieren. Die Ringspannung von Cyclobutan liegt in der gleichen Grçßenordnung wie die von Cyclopropan (ca. 120 kJ mol À1 ), wird allerdings auf vier Zentren verteilt. Vielleicht ausgelçst durch die Renaissance der D-A-Cyclopropane [3] zeichnet sich nun bei den entsprechenden Cyclobutanen ein Durchbruch ab. [4] Pagenkopf et al. berichteten über Yb(OTf) 3 -katalysierte (OTf À = Triflat) [4+2]-und [4+3]-Cycloadditionen des leicht zugänglichen D-A-Cyclobutans 9, [5, 6] das mit Arylnitrosoverbindungen 1,2-Tetrahydrooxazine 10 und mit N-Arylnitronen die Oxazepine 11 ergab (Schema 2). Bei der [4+3]-Cycloaddition wurden unter thermodynamisch kontrollierten Bedingungen nur die cis-Diastereomere erhalten. Dialkylaminogruppen sind als Substituenten in D-A-Cyclopropanen und D-A-Cyclobutanen meist ungeeignet, da sie als sehr starke Donorgruppen die gespannten Cycloalkane überaktivieren und deshalb zu instabilen Verbindungen führen. Waser et al. erkannten, dass Amidgruppen in vielen Fällen die genau passende Donorstärke haben. [7] Produkt 14 wurde aus den Alkenen 12 und 13 durch eine Fe III -katalysierte [2+2]-Cycloaddition gewonnen, wobei das Substitutionsmuster derartiger Cyclobutane breit variiert werden kann (Schema 3). [8] Die SnCl 4 -katalysierte Reaktion von 14 mit dem Silylenolether 15 führte hoch selektiv zum Cyclo-Schema 1. Reaktivitätsmuster von D-A-Cyclopropanen 1 und D-A-Cyclobutanen 5 (Nu = Nucleophil, El = Elektrophil). Schema 2. [4+2]-und [4+3]-Cycloadditionen von D-A-Cyclobutan 9 mit Nitrosoverbindungen bzw. Nitronen zu 10 und 11. r.t. = Raumtemperatur. Schema 3. Cycloaddition von 12 und 13 zum D-A-Cyclobutan 14 und dessen Reaktionen mit 15 oder Benzaldehyd zu 16 und 17. TMS = Trimethylsilyl.[*] Prof.