Skript zur Vorlesung Organische Chemie (Prof. M. Albrecht) an der RWTH Aachen

Transkript

1 kript zur Vorlesung rganische hemie (Prof. M. Albrecht) an der WT Aachen Erstellt von: Michael Müller Erstellungsdatum:

2 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 2 von 24 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen In diesem kript sollen die Grundlagen der eaktionen der organischen hemie geklärt werden. Dabei verfolgt das kript die im chema gezeigte hronologie. Alkane adikale ubstitution alogenalkane N 1 N 2 E1 E2 Deprotonierung Alkohole Dehydratisierung N 1 xidation N 2 Alkene Addition Alkoxide alogenalkane WilliamsonEthersynthese Ether Aldehyde Ketone arbonsäuren AdditionsEliminierungsreaktion Alkohole alogenalkane... Ester Die meisten organischen eaktionen verlaufen nicht direkt in einem chritt von den Edukten zu den Produkten. Ein Grossteil der organischen eaktionen verläuft über eaktionsmechanismen, Überganszuständen und Zwischenstufen. Unter dem Begriff Übergangszustand versteht man einen Zustand der von einem ystem eingenommen wird und auf einem Maximum liegt. Die Zwischenstufe hingegen bezeichnet einen Zustand des ystems der eingenommen wird und in einem lokalen Minimum liegt. Dieser Zustand kann trotzdem sehr energiereich sein.

3 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 3 von eaktionen der Alkane Die einfachsten organischen Verbindungen sind die Alkane. ie bestehen lediglich aus Kohlenstoff und Wasserstoffatomen und besitzen keinerlei funktionelle Gruppen. 1.1 xidation Die einfachste eaktion die Alkane eingehen können ist die xidation oder Verbrennung. Dabei entstehen aus den Kohlenwasserstoffverbindungen bei vollständiger Verbrennung Kohlenstoffdioxid sowie Wasser. 2 n 2n2 (3n1) 2? 2n 2 (2n2) 2 Energie Erdöl Diesel, eizöl Erdgas Benzin Methan: 4 2 2? Wärme Butan: /2 2? Wärme? =212,8 kj/mol? = 688 kj/mol Verbrennung = xidation = Elektronenabgabe d d d d Neben der vollständigen xidation der Alkane können Alkane jedoch ebenso partiell oxidiert werden. Man erreicht dies indem man bei der eaktion von Alkanen mit auerstoff eine unzureichende Menge auerstoff zuführt. Das eaktionsprodukt dabei ist Wasser, Kohlenstoffmonoxid sowie Kohlenstoffdioxid ? ? (uß) 2 2 Beim Erhitzen von Alkanen auf hohe Temperaturen werden die Bindungen zwischen den Kohlenstoffatomen und den Wasserstoffatomen gespalten. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von Pyrolyse von Alkanen. Die Folge ist bei homolytischer paltung die Bildung von adikalen.

4 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 4 von 24 Pyrolyse von exan Die entstandenen adikale können nun auf unterschieliche Weise weiter reagieren. ie können sich einerseits rekombinieren und zu neuen Alkanen werden oder durch Wasserstoffabspaltung zu Alkenen reagieren. ekombination: ? Wasserstoffabspaltung: ? = adikale Kettenreaktion Eine weitaus wichtigere eaktion von Alkanen ist die radikalische alogenierung der Kohlenwasserstoffverbindungen. ie dient zur ynthese wichtiger Industriechemikalien. Im Folgenden wird der radikalischen Kettenreaktion anhand der hlorierung von Methan betrachtet. Die eaktionsprodukte der radikalischen alogenierung sind hlormethan und hlorwasserstoff sowie Nebenprodukte in sehr geringen Mengen. Licht Wärme 3 l l 3 l l 440 kj/mol 243 kj/mol 356 kj/mol 431 kj/mol? = (( ) ( )) kj/mol = 104 kj/mol (exotherm) Die radikale Kettenreaktion wird gestartet durch die paltung eines hlormoleküls durch Wärmezufuhr oder Lichteinfall.

5 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 5 von 24 1) Kettenstart: hν l l 2 l? = 243 kj/mol Im zweiten chritt greift das hlorradikal das Methanmolekül an. Dabei wird eine der WasserstoffKohlenstoffbindungen des Methans homolytisch gespalten und man erhält hlorwasserstoff sowie ein Methylradikal. 2) Wasserstoffabspaltung (1. Kettenfortpflanzung) l l 440 kj/mol 431 kj/mol? = 9 kj/mol 1 l Lappen wächst l l Im anschließenden eaktionsschritt greift nun das Methylradikal ein hlormolekül an und unter homolytischer paltung der hlorhlorbindung entsteht hlormethan sowie ein hlorradikal, welches wiederum im vorhergehenden chritt mit einem Methanmolekül reagieren kann. 3) hlorierung des Methans (2. Kettenfortpflanzung) l l l l in kj/mol 356 kj/mol? = 113 kj/mol

6 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 6 von 24 Zu Ende der Kettenreaktion findet eine ekombination der verschiedenen adikale statt und man erhält ein hlormolekül, ein Ethanmolekül oder ein hlormethanmolekül als Produkt. 4) Kettenabruchreaktion l l? ll 3 3? l? 3 l Die radikale Kettenreaktion verläuft über eine Zwischenstufe sowie zwei Übergangszustände, welche in dem folgenden Energiediagramm zu erkennen sind. E [ 3??????l]? [ 3???l???l]? Übergangszustand? 3 l 2 l Zwischenstufe 4 l? l 2 Abb. Energiediagramm eaktionskinetik Die radikalische hlorierung von Methan kann durch weitere ubstitutionen von Wasserstoffatomen durch hloratome weiter bis zum Tetrachlormethan geführt werden. 4 l 2 l l 3 l 2 l 2 l 2 l l 2 l 2 l 3 l l 4 hlormethan Dichlormethan Trichlormethan (Methylchlorid) Tetrachlormethan (Methylenchlorid) (hloroform) Analog zur radikalen hlorierung von Methan kann man Methan auch omieren. Ebenso ist es möglich Propan zu hlorieren, wobei man verschiedene eaktionsprodukt erhält. Das Verhältnis der eaktionsprodukte richtet sich dabei nach der tabilität der adikale sowie der statistischen Möglichkeit der ubstitution. Dabei gilt das primäre adikale instabiler sind als sekundäre oder tertiäre adikale.

7 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 7 von 24 tabilität der adikale primäres adikal < sekundäres adikal < tertiäres adikal Für die alogene gilt, dass Fluor am heftigsten mit Alkanen reagiert. Die eaktivität der alogene nimmt innerhalb der Gruppe von oben nach unten hin ab: Fluor > hlor > om > Iod 2.0 eaktionen der alogenalkanen Eine typische eaktion der alogenalkane ist die Nucleophile ubstitution. Diese eaktion ist eine Folge der Polarisierung der Kohlenstoffalogenbindung. Dabei ist das alogenatom partiell negativ geladen und das Kohlenstoffatom partiell positiv geladen. Im folgenden soll der Mechanismus der nucleophilen ubstitution anhand der eaktion von hlormethan mit Natriumhydroxid erläutert werden. Dabei spricht man bei dieser eaktion von einer eaktion zweiter rdnung. 2.1 Die Bimolekulare nucleophile ubstitution N 2 Zunächst greift ein Nucleophil (in diesem Fall das ydroxidion) am partiell positiv geladenen Kohlenstoffatom rückseitig an. Dabei entsteht ein fünfbindiger (pentavalenter) Übergangszustand. Die Abspaltung des hloridions sowie die Anlagerung des ydroxidsions erfolgt gleichzeitig und man erhält als eaktionsprodukt Methanol und ein hloridion. l l = l Das Energiediagramm für eine solche eaktion sieht wie folgt aus. Übergangszustand? Edukte Produkte

8 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 8 von 24 Neben der rückseitigen Anlagerung des Nucleophils könnte das Nucleophil auch vorderseitig angelagert werden. Jedoch zeigen entsprechende Experimente das diese Anlagerung nicht stattfindet ()2ombutan I I Vorderseitenangriff = I ()2Iodbutan etention = I I ückseitenangriff ()2Iodbutan Im folgenden soll eine kurze Übersicht über mögliche Nucleophile sowie die dabei entstehenden Produkte gegeben werden. Nucleophil (Nu) ydroxid Alkoxid ' ' arboxylat Nu Alkohol ' Ether Alkohol ' ' ' Ether Ester Inversion N 3 Ammoniak N 3 N 2 Amin ' N 2 primäres Amin N 2 ' N' sekundäres Amin 2 ' N sekundäres Amin N2 ' N 2 ' tertiäres Amin 3 'N tertiäres Amin N 3 ' ydrogensulfidion Thiol Mereaptidion Thioether 2 ' ' ulfoniumion I Iodid I Iodalkan N yanid N Nitriole ' Acetylid ' Acetylen

9 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 9 von 24 Es gibt verschiene Faktoren die den Ablauf der N 2eaktion bestimmen. Zum einen beeinflusst die Güte der Abgangsgruppe den Verlauf der eaktion. Dabei begünstigen stabile Abgangsgruppen den Verlauf der eaktion. I > > l > F Außerdem beeinflusst die Art des Nucleophils den Verlauf der N 2eaktion. Dabei wird die eaktion durch negativ geladene Nucleophile ohne sterische inderung begünstigt. 2.2 Die Monokulare ubstitution N 1 Neben der bimolekularen ubstitution kann bei alogenalkanen noch eine weitere Form der nucleophilen ubstitution auftreten die monomolekulare ubstitution. Diese Form der ubstitution tritt allerdings bevorzugt bei sekundär oder tertiär gebundenen alogenen auf. Bei der Monomolekularen ubstitution wird zunächst das alogenidion abgespalten und es bildet sich ein arbeniumion. Anschließend klappen die drei noch am Kohlenstoffatom verbliebenen ubstituenten in eine Ebene und das zentrale Kohlenstoffatom nimmt eine sp 2 ybridisierung ein. Danach kann die Anlagerung des Nucleophils erfolgen () etention Inversion ()3Methyl3hexanal ()Methyl3hexanal

10 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 10 von 24 Da das arbeniumion eine sp 2 ybridisierung aufweist kann bei der N 1eaktion eine vorder und eine rückseitige Anlagerung des Nucleophils erfolgen. Das Energiediagramm einer solchen eaktion sieht wie folgt aus. E ( ( 3 ) 3 3 ) 3 Die N 1eaktion läuft im Allgemeinen schneller als die N 2eaktion ab. Dazu ist es aber nötig, dass sich ein stabiles arbeniumion ausbilden kann. Die tabilität des arbeniumions hängt von den ubstituenten ab. Dabei gelten tertiäre arbeniumionen als besonders stabil. tertiär sekundär primär 3 > > > Der Grund für die tabilität der tertiären arbeniumionen ist der hyperkonjugative Effekt der Alkylgruppen. Dabei verschieben die Alkylsubstituenten ihre Elektronendichte zum Kation Alkylsubstituenten "schieben" Elektronendichte zum Kation

11 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 11 von 24 Die folgende Tabelle soll einen kurzen Vergleich zwischen N 1 und N 2eaktion ziehen. Vergleich von N 2 und N 1 eaktionsparameter N 2 N 1 truktur des alogenids primär häufig selten (Benzyl, Alkyl) sekundär manchmal manchmal tertiär selten häufig tereochemie Inversion acemisierung Lösungsmittel Nucleophil andere Abgangsgruppe als alogenides wird durch polare Lösungsmittel verzögert Anionische Nu begünstigt schlechte Abgangsgruppe bevorzugt N 2 wird durch polare protische Lösungsmittel beschleunigt gute Abgangsgruppe bevorzugt N Die Unimolekulare Eliminierung Die Monomolekulare ubstitution steht mit einer weiteren eaktionsmöglichkeit in Konkurrenz. Dabei erfolgt wiederum zunächst die Bildung eines arbeniumions und anschließend wird ein Proton abgespalten. Dabei entsteht ein Alken sowie ein alogenwasserstoff. ( 3 ) N E1 3 80% 2 20% 3 3 Eliminierung von Welche eaktion abläuft hängt von verschiedenen Faktoren ab. o werden schlechte Nucleophile, welche als starke Basen wirken die Eliminierung fördern. Nucleophile, welche schlechte Basen sind aber einen ausgeprägten nucleophilen harakter besitzen führen zur ubstitution.

12 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 12 von Die bimolekulare Eliminierung E2 Neben den schon erwähnten eaktionen der alogenalkanen kann noch eine weitere eaktion auftreten die bimolekulare Eliminierung. Dabei wirkt das Nucleophil wiederum als Base und es erfolgt eine Deprotonierung des Alkans. Man erhält wiederum ein Alken als Produkt. Diese Art von Mechanismus tritt vor allem dann auf, wenn das basische Nucleophil im großen Überschuss vorliegt. Dabei wird das alogenalkan direkt vom Nucleophil angegriffen und die Anlagerung des Nucleophils sowie die Lösung der alogenkohlenstoffbindung und die Umwandlung der ybridisierung von sp 3 zu sp 2 erfolgt gleichzeitig Na 3 3 8% 92% Die Abspaltung des Protons sowie die Abspaltung des hloridions erfolgt dabei in antitellung eaktionen der Alkohole Bei der nucleophilen ubstitution erhält man unter anderem Alkohole als Produkt. Die Alkoholsynthese kann jedoch ebenso durch die eduktion von arbonylverbindungen dargestellt werden. Die Alkohole können eine eihe von eaktionen eingehen die in diesem Kapitel erläutert werden sollen. Ihre eaktivität für durch die Polarität der Gruppe bestimmt. unpolar polar hydrophob lipophil hydrophil lipophob Eine mögliche eaktion der Alkohole ist ihre eaktion als äure oder Base. xoniumion NaN 2 N 3 Alkoxid Alkoholat Na

13 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 13 von 24 Im folgenden chaubild ist dargestellt welche eaktionen die Alkohole eingehen können. Deprotonierung ubstitution xidation Eliminierung arbonylverbindung X Alken eagieren Alkohole mit Alkalimetalle, so erhält man Alkoxide als eaktionsprodukt Li Li Na Na K K eagieren diese nun mit alogenalkane so erhält man in einer N 2eaktion einen Ether. Die eaktion von Alkoxiden mit alogenalkanen wird als Williamson Ethersynthese bezeichnet. N Na intermolekular Na

14 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 14 von eaktionen der Alkene 4.1 Darstellung Wie schon im vorhergehenden Kapitel beschrieben kann die Darstellung von Alkenen durch Eliminierung aus alogenalkanen erfolgen. E2eaktion von alogenalkanen Na % % egel von ayzer Das höher ubstituierte Alken wird bevorzugt gebildet. thermodynamische Kontrolle ( 3 ) 3 ( 3 ) 3 T K % % egel nach ofmann terisch anspruchsvolle Basen führen zum niedriger substituierten Alken kinetische Kontrolle thermodynamische Kontrolle: Das energetisch günstigste Produkt wird gebildet.? hohe Temperatur (um über den Energieberg zu kommen)? sterisch anspruchslose eagenzien kinetische Kontrolle: Der niedrigste Übergangszustand wird durchlaufen.? tiefe Temperaturen? sterisch anspruchsvolle eagenzien

15 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 15 von 24 transalkene werden bevorzugt gebildet Na % 3 ayzerprodukt % % ofmannprodukt Grund: antiperiplanare Anordnung von und bei der Eliminierung. 4.2 ydrierung von Alkenen Alkene gehen vor allem Additionsreaktionen ein. Die einfachste Form der Addition von Alkenen ist die ydrierung. 3 3 (1) 119,8 kj/mol (2) Pt ,9 kj/mol (3) 3 115,6 kj/mol 3 E 2 1 3?

16 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 16 von Die elektrophile Addition Außerdem kann die Addition elektrophil erfolgen. Dabei wird zunächst eines der an der Doppelbindung beteiligten Kohlenstoffatome protoniert (elektrophile Angriff). Das andere Kohlenstoffatom erhält dabei eine positive Ladung. Anschließend wird das arbeniumion nucleophil angegriffen. X X X = l,, I Ein Beispiel für eine solche eaktion ist die Addition von omwasserstoff an Penten Bei derartigen eaktionen erfolgt die Anlagerung der ubstituenten nach der Markownikowegel. Markovnikov Das Elektrophil greift an dem niedriger substituierten Ende der Doppelbindung an Das stabilste arbeniumion wird gebildet omit erfolgt die Anlagerung des Wasserstoffions am primären Kohlenstoffatom des Butens energetisch günstiger, da somit ein sekundäres arbeniumion entsteht, welches stabiler als das entsprechende primäre arbeniumion. 3 3 δ = 3 sekundäres arbeniumion 3 δ 3 Neben alogenwasserstoffmolekülen können auch Wassermoleküle an ein Alken angelagert werden. Dazu wird zunächst das Alken protoniert und anschließend erfolgt ein nucleophiler Angriff durch das Wassermolekül. Man erhält einen entsprechenden Alkohol sowie ein Proton als eaktionsprodukt. 2 2

17 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 17 von 24 Des weiteren können auch alogenmoleküle an ein Alken angelagert werden. Dabei lagert sich zunächst ein Ende des alogenmoleküls an das Alken an und es erfolgt eine hetereolytische paltung des alogenmoleküls. Das alogenidion wird anschließend nucleophil angelagert. om eignet sich besonders für Additionsreaktionen an Alkenen. δ omiumion δ Die omierung des Butens erfolgt stereospezifisch. 2 l Z2Buten 3 2 l E2Buten meso xymercurierungdemercurierung Eine spezielle Form der elektrophilen Addition ist die xymercurierung Demercurierung. Dabei lagert sich eine Quecksilbersalz an ein Alken an. Diesen chritt bezeichnet man als Mercurierung. Man erhält eine Alkylquecksilberverbindung als eaktionsprodukt aus welcher das Quecksilber in einer Folgereaktion abgeschieden werden kann. Besonders bedeutend ist eine eaktionsfolge, welche als xymercurierungdemercurierung bezeichnet wird. Dazu setzt man ein Alken mit Quecksilberacetat in Gegenwart von Wasser um und es bildet sich das entsprechende Additionsprodukt. Im nachfolgenden chritt wird der quecksilberhaltige ubstituent mit ilfe von Natriumborhydrid in alkalischer Lösung abgespalten werden. Man erhält somit eine ydratisierte Doppelbindung. xymercurierung 3 3 g 3 TF 2 3 g 3 3

18 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 18 von 24 Demercurysierung 3 g 3 NaB 4 Na Die xymercurierung erfolgt üblicherweise stereospezifischer als antiaddition. Der Mechanismus der eaktion kann wie folgt beschrieben werden. Das Quecksilberreagenz dissoziert zunächst in ein quecksilberhaltiges Kation und in ein Anion. Anschließend greift das Kation die Doppelbindung elektrophil an und bildet ein cyclisches Mercuriniumion. Danach greift nun ein Wassermolekül am höher substituierten Kohlenstoffatom unter Bildung von Alkylquecksilberacetat an, welches im nachfolgenden chritt mit Natriumborhydrid reduziert wird. 1) 3 g 3 3 g 3 2) g 3 3 g Mercuriniumion 3 g 3) 2 g Ac 4) g Ac NaB 4 Na 2 g 3

19 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 19 von Die zonolyse Eine weitere wichtige eaktion von Alkenen ist die zonolyse. Der Mechanismus der zonolyse verläuft über eine elektrophile Addition an die Doppelbindung, wobei ein Primärozonid gebildet wird. Da das Primärozonid instabil ist fragmentiert es in eine arbonylverbindung und ein arbonyloxid. Anschließend reagieren die beiden Fragmente zum zonid, welches durch eduktion in arbonylverbindungen überführt werden kann. Primärozonid arbonyloxid Beispiel: 3 1) 3 al 2 2) 2 / Pt sekundär zonid 3 2 Pt ( 3 ) 2 Zn Dimethylsulfoxid 4.6 adikale Addition Neben den schon beschriebenen Additionsmechanismen gibt es noch eine weitere Form der Addition. Dabei erfolgt der Angriff des Alkens durch ein adikal. Die radikale Addition an Alkenen erfolgt in verschiedenen Teilschritten X Im ersten eaktionsschritt erfolgt die Bildung des adikals durch zuführen von thermischer Energie. Initiation:?

20 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 20 von 24 Die entstandenen adikale greifen nun an der Doppelbindung des Alkens an und es bildet sich das stabilste (mögliche) Alkylradikal. Dieses adikal reagiert nun weiter unter Bildung weiterer adikale (in diesem Fall bilden sich ein omradikal sowie 1 ombutan. Kettenwachstum: Zu Ende der eaktion findet eine ekombination der adikale statt. Dabei kann ein ommolekül, 1ombutan und 3,4Dibrommethylhexan sowie weitere Nebenprodukte entstehen. Abbruch: DielsAldereaktion Konjugierte Doppelbindungen können auch andere eaktionen eingehen als die für Alkene typischen wie die elektrophile Addition. Bei der DielsAlderycloaddition werden konjugierte Diene und Alkene zu substituierten yclohexenen verknüpft. Bei dieser Umsetzung werden die Enden der Diene an die AlkenDoppelbindung addiert, wodurch ein ing gebildet wird. Die neuen Bindungen werden gleichzeitig stereospezifisch gebildet Dien Dienophil DielsAldereaktion 1,4Addition = aromatischer Übergangszustand

21 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 21 von Elektrophile aromatische ubstitution Der Mechanismus der elektrophilen aromatischen ubstitution besteht aus zwei chritten. Im ersten chritt greift ein Elektrophil E den Benzolkern an. Im darauf folgenden chritt gibt das kationische Zwischenprodukt ein Proton ab und es entsteht ein substituierter Aromat. El El El 2 Fe 3? Fe 4? Al 3? Al 4? N 3? 2 N 2 Der Einfluss von ubstituenten beschleunigt IEffekt 3 F3 IEffekt Induktiver Effekt (I) gebremst erhöhte e Dichte (Donor) e Dichte wird erniedrigt (Akzeptor) Der mesomere (M) Effekt N N 2 N N 2 M Elektronendichte wird erhöht schnelle eaktion M niedrige Elektronendichte langsame eaktion

22 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 22 von 24 stark aktivierende ubstituenten stark desaktivierende ubstituenten (Donoren) (Akzeptoren) N 2 ; N N ; 2 N2 F ; 3 N ; 3 ; ; ; ; ; 3 ; N schwach aktivierend schwach desaktivierend Allyl, Phenyl F; l,, I ortho: E E E E meta: E E E para: E E E = ubstituent mit M, IEffekt Donor tabilisierung ortho, para aktivierende ubstituenten und F, l,, I

23 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 23 von Die FriedelraftsAlkylierung Eine weitere Form der elektrophilen ubstitution ist die Friedelraftseaktion. Dabei wird formal ein Wasserstoffatom gegen einen Alkylrest ausgetauscht. Man setzt dazu Benzol mit einem alogenalkan um, wobei die eaktivität in der eihenfolge F > l > > I abnimmt. X AlX 3 X Der Mechanismus kann formal in drei chritte unterteilt werden. Im ersten chritt findet die Aktivierung des alogenalkans statt. Dazu greift das alogenalkan nucleophil an Aluminiumtrihalogenid an. chritt 1: Aktivierung des alogenalkans 2 X AlX 3 2 X AlX 3 Im nächsten eaktionsschritt erfolgt der nucleophile Angriff des Benzols am partiell porsitiv geladenen Kohlenstoffatom. Dabei bildet sich ein positiv geladenes Benzylkation. chritt 2: Elektrophiler Angriff δ 2 AlX 4 X AlX 3 2 Das Benzylkation spaltet schließlich ein Proton ab und man erhält das substituierte Benzolderivat sowie ein Aluminiumtrihalogenid und ein alogenwasserstoffmolekül. chritt 3: Abspaltung des Protons δ 2 X AlX X AlX Aus sekundären und tertiären alogenalkanen bildet sich zunächst ein arbeniumion, welches sich nucleophil in ähnlicher Weise wie das N 2 an das Benzolmolekül anlagert.

24 eaktionsmechanismen und Namensreaktionen der organischen hemie eite 24 von Additions und Eliminierungsreaktion Neben den in den zuvor beschriebenen Kapiteln können verschiedene eaktionsmechanismen zusammen wirken. Ein bedeutendes Beispiel dafür ist die Veresterung von arbonsäuren mit Alkoholen. Dabei wird zunächst ein Nucleophil an das Kohlenstoffatom der arboxylgruppe addiert. Anschließend erfolgt die Abspaltung des arboxylsauerstoffatoms. Da Alkohole schlechte Nucleophile sind müssen derartige eaktionen durch äure (meist chwefelsäure) katalysiert werden. Im ersten chritt lagert sich das Proton an das nicht saure auerstoffatom an. Dies führt zu einer positiven Ladung am Kohlenstoffatom der arboxylgruppe. ierdurch wird nun der nucleophile Angriff des Alkohols begünstigt. Durch die Anlagerung eines weiteren Proton wird nun die schon einmal protonierte ydroxygruppen ein weiteres mal protoniert und somit in eine gute Abgangsgruppe umgewandelt. Nach der Abspaltung des Wassers wird die andere ydroxygruppe deprotoniert und man erhält einen Ester als eaktionsprodukt. Mechanismus der Veresterung (äure katalysiert) δ Nu Nu 2 Nu 2 Nu Nu Nu