Lehrbuch der organischen Chemie

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1 Lehrbuch der organischen Chemie Prof. Dr. Hans Beyer Direktor des Instituts für organische Chemie an der Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald 11./12., völlig neu bearbeitete Auflage 102 Abbildungen und 12 Tabellen S. Hirzel Verlag Leipzig, 1966 Inhaltsverzeichnis Allgemeiner Teil 1. Einleitung Der reine Stoff a) Kristallisation b) Destillation und Rektifikation c) Destillation und Sublimation im Fein- und Hochvakuum d) Wasserdampfdestillation e) Extraktion f) Adsorptionschromatographie g) Verteilungschromatographie h) Papierchromatographie i) Dünnschichtchromatographie k) Gaschromatographie l) Kriterien des reinen Stoffes Qualitative organische Elementaranalyse a) Kohlenstoff b) Wasserstoff c) Stickstoff d) Schwefel e) Halogene f) Übrige Elemente Quantitative organische Elementaranalyse a) Kohlenstoff und Wasserstoff b) Stickstoff c) Schwefel d) Halogene (Chlor, Brom, Jod) e) Sauerstoff f) Übrige Elemente Ermittlung chemischer Formeln a) Verhältnisformel b) Molekulargewichtsbestimmung, Molekularformel

2 c) Struktur- oder Konstitutionsformel d) Physikalische Methoden der Strukturaufklärung Elektronentheorie der chemischen Bindungen a) Atombau b) Ionenbindung (Ionenbeziehung) c) Atombindung d) C H- und C C-Bindung e) Oniumkomplexe f) Polare Atombindung Funktionelle Gruppen und induktiver Effekt Einteilung des Stoffgebiets der organischen Chemie Spezieller Teil I. Abschnitt. Aliphatische Verbindungen 1. Paraffinkohlenwasserstoffe (Paraffine, Alkane), C n H 2n a) Methan b) Äthan c) Propan und Butane d) Pentane und höhere Homologe Konformation des Äthans Äthylenkohlenwasserstoffe (Olefine, Alkene), C n H 2n a) Äthylen und Propylen b) Butene, Isobuten und Homologe Die C=C-Doppelbindung Die cis-trans-isomerie der Äthylene Additionsreaktionen Polymerisation der Olefine und Vinylderivate a) Polymerisation der Olefine b) Polymerisation der Vinylverbindungen Erdölchemie a) Erdöl und Erdgas b) Treibstoffe aus Erdöl c) Treibstoffe aus Kohle Petrolchemie Acetylenkohlenwasserstoffe (Acetylene, Alkine), C n H 2n Die C C-Dreifachbindung Bindungslängen und Hybridisierung Additionsreaktionen Kohlenwasserstoffe mit zwei oder mehr C=C-Doppelbindungen (Polyene) a) Allene b) Diene und 1.4-Addition; Mesomerie

3 Struktur des Butadiens Kohlenwasserstoffe mit mehreren C=C-Dreifachbindungen (Polyine) Einwertige Alkohole (Alkanole) Die Wasserstoffbindung (Wasserstoffbrücke) a) Methanol (Methylalkohol, Carbinol) b) Äthanol (Äthylalkohol) c) Propanole (Propylalkohole) d) Butanole (Butylalkohole) e) Pentanole (Amylalkohole) Optische Isomerie f) Höhere Alkohole g) Ungesättigte Alkohole (Alkenole und Alkinole) Halogenderivate der Paraffine a) Alkylhalogenide (Halogenalkane) Mechanismen der nucleophilen Substitution am gesättigten C-Atom Eliminierungsreaktionen Pragmentierungsreaktionen b) Höherhalogenierte Paraffine c) Fluorierte Kohlenwasserstoffe Ester anorganischer Säuren a) Ester der Schwefelsäure b) Ester der Salpetersäure c) Ester der salpetrigen Säure d) Ester der Phosphorsäuren e) Ester der Borsäure Äther Mercaptane (Thioalkohole) Thioäther (Dialkylsulfide) Sulfoxide und Sulfone Aliphatische Sulfonsäuren, Sulfochloride und Sulfinsäuren a) Alkylsulfonsäuren b) Alkylsulfochloride und Alkylsulfinsäuren Nitroparaffine (Nitroalkane) Aliphatische Amine a) Monoamine Die semipolare Bindung Optische Aktivität am 3- und 4-bindigen N-Atom b) Diamine Aliphatische Diazoverbindungen, Diazirine und Diaziridine a) Diazoverbindungen b) Diazirine und Diaziridine

4 19. Aliphatische Hydrazine und Azide a) Hydrazine b) Azide Organische Verbindungen einiger Nichtmetalle a) Organische Phosphorverbindungen b) Organische Arsenverbindungen c) Organische Siliciumverbindungen d) Organische Borverbindungen Metallorganische Verbindungen a) Alkalimetallorganische Verbindungen b) Organische Magnesiumverbindungen c) Organische Zinkverbindungen d) Organische Quecksilberverbindungen e) Organische Aluminiumverbindungen f) Organische Zinnverbindungen g) Organische Bleiverbindungen Aliphatische Aldehyde (Alkanale) Die C=O-Doppelbindung Additionsreaktionen der Aldehyde Kondensationsreaktionen der Aldehyde Aldoladdition Polymerisation der Aldehyde a) Formaldehyd (Methanal) b) Acetaldehyd (Äthanal) c) Propionaldehyd (Propanal) d) Halogenaldehyde e) Ungesättigte Aldehyde (Alkenale und Alkinale) Aliphatische Ketone (Alkanone) Additions- und Kondensationsreaktionen Reduktionsprodukte der Ketone a) Aceton (Propanon) b) Methyläthylketon (Butanon) c) Halogenketone d) Ungesättigte Ketone Gesättigte aliphatische Monocarbonsäuren (Fettsäuren, Alkansäuren) a) Ameisensäure (Methansäure) b) Essigsäure (Äthansäure) c) Propionsäure (Propansäure) d) Buttersäuren e) Valeriansäuren f) Höhere Fettsäuren Ungesättigte aliphatische Monocarbonsäuren (Alkensäuren)

5 a) Acrylsäure (Propensäure) b) Ungesättigte Carbonsäuren mit vier C-Atomen c) Ölsäure d) Mehrfach ungesättigte Monocarbonsäuren Fette, Öle und Wachse a) Gewinnung der Fette b) Fetthärtung c) Fettspaltung d) Wachse Fettstoffwechsel Seifen und synthetische Waschmittel (Detergentien) a) Anionaktive Verbindungen b) Kationaktive Verbindungen c) Nichtionogene Verbindungen Derivate aliphatischer Monocarbonsäuren a) Carbonsäurehalogenide b) Carbonsäureanhydride c) Ketene d) Carbonsäureester e) Orthocarbonsäureester f) Carbonsäureamide g) Nitrile h) Hydroxamsäuren i) Imidoester, Amidine und Amidrazone k) Säurehydrazide und Säureazide Substitutionsprodukte aliphatischer Monocarbonsäuren a) Halogencarbonsäuren D- und L-Konfiguration am asymmetrischen C-Atom Absolute Konfiguration am asymmetrischen C-Atom b) Hydroxycarbonsäuren Lactone c) Aminocarbonsäuren Aliphatische Aldehyd- und Ketocarbonsäuren a) Aldehydcarbonsäuren b) Ketocarbonsäuren Keto-Enol-Tautomerie Keton- und Säurespaltung der b-ketocarbonsäureester Mehrwertige Alkohole a) Zweiwertige Alkohole (Glykole, 1.2-Diole) b) Dreiwertige Alkohole c) Vierwertige Alkohole d) Fünfwertige Alkohole (Pentite)

6 e) Sechswertige Alkohole (Hexite) Aliphatische Hydroxyaldehyde und Hydroxyketone a) Hydroxyaldehyde (Aldehydalkohole) b) Hydroxyketone (Ketonalkohole) Aliphatische Dialdehyde, Ketoaldehyde und Diketone a) Dialdehyde b) Ketoaldehyde c) Diketone Gesättigte aliphatische Dicarbonsäuren a) Oxalsäure b) Malonsäure c) Bernsteinsäure d) Höhere Dicarbonsäuren Ungesättigte aliphatische Dicarbonsäuren a) Äthylendicarbonsäuren (Malein- und Fumarsäure) b) Acetylendicarbonsäure Aliphatische Hydroxy-di- und -tricarbonsäuren a) Tartronsäure (Hydroxymalonsäure) b) Äpfelsäure (Monohydroxybernsteinsäure) c) Weinsäure (Dihydroxybernsteinsäure) d) Citronensäure Aliphatische Ketodicarbonsäuren a) Mesoxalsäure b) Oxalessigsäure Derivate der Kohlensäure a) Halogenide der Kohlensäure b) Ester der Kohlensäure c) Amide der Kohlensäure d) Ureide e) Abkömmlinge des Harnstoffs Thioderivate der Kohlensäure Abkömmlinge der Thionkohlensäure Cyansäure und ihre Derivate a) Cyanhalogenide b) Cyan- und Isocyansäureester c) Cyanamide Thiocyansäure und ihre Derivate Thio- und Isothiocyansäureester Dicyan und Dirhodan Kohlenmonoxid und seine Derivate a) Kohlenmonoxid

7 b) Alkylisocyanide (Isonitrile) c) Knallsäure Carbene und Nitrene a) Carbene b) Nitrene II. Abschnitt. Kohlenhydrate 1. Monosaccharide a) Reaktionen der Monosaccharide b) Umwandlung von Monosacchariden c) Nachweisreaktionen der Monosaccharide d) Synthese, Auf- und Abbau von Monosacchariden e) Ringstruktur der Monosaccharide f) Glykoside g) Die wichtigsten Monosaccharide h) Desoxyzucker i) Aminozucker k) Zuckermercaptale und Thiozucker l) Reduktone und Reduktonate Oligosaccharide a) Disaccharide b) Trisaccharide Polysaccharide a) Stärke (Amylum) b) Glykogen c) Irmlin d) Chitin e) Pektine f) Hemicellulosen g) Cellulose h) Cellulosenitrate Chemiefasern a) Halbsynthetische Pasern b) Vollsynthetische Fasern Enzymatischer Ab- und Aufbau der Kohlenhydrate a) Alkoholische Gärung b) Glykolyse (Zuckerabbau im Organismus) c) Citronensäurecyclus d) Photosynthesecyclus III. Abschnitt. Alicyclische Verbindungen Cycloparaffine (Cycloalkane) Kleine Kohlenstoffringe

8 a) Cyclopropan und seine Derivate b) Cyclobutan und seine Derivate Normale Kohlenstoffringe a) Cyclopentan und seine Derivate b) Cyclohexan und seine Derivate Konformation der Cyclohexanderivate c) Cycloheptan und seine Derivate Mittlere Kohlenstoffringe Grosse Kohlenstoffringe Bi- und polycyclische Kohlenwasserstoffe a) Spirane b) Kondensierte Ringsysteme Stereochemie der cis-trans-decaline c) Brücken-Ringsysteme d) Diamantoide Ringsysteme e) Kleine bi- und porycyclische Systeme IV. Abschnitt. Aromatische Verbindungen Struktur des Benzols Aromatische Kohlenwasserstoffe a) Benzol b) Homologe des Benzols (Alkylbenzole) Halogenderivate der aromatischen Kohlenwasserstoffe a) Addition von Halogenen am Benzolkern b) Kernsubstitution durch Halogene Mechanismen der mehrfachen elektrophilen Substitution am Benzolkern c) Seitenkettenhalogenierung der Alkylbenzole Aromatische Nitroverbindungen a) Nitrobenzole b) Nitrotoluole Aromatische Sulfonsäuren Phenole a) Einwertige Phenole Phenolderivate Substitutionsprodukte der Phenole Homologe des Phenols b) Zweiwertige Phenole Ansa-Verbindungen, Cyclophane und Catenane c) Dreiwertige Phenole Benzochinone Redoxreaktionen der p-chinone Indophenolfarbstoffe

9 7. Aromatische Alkohole und Arylalkylamine a) Aromatische Alkohole b) Arylalkylamine Aromatische Aldehyde und Ketone a) Aromatische Aldehyde Phenol- und Phenoläther-aldehyde b) Aromatische Ketone Aromatische Carbonsäuren a) Aromatische Monocarbonsäuren b) Araliphatische Monocarbonsäuren c) Ungesättigte aromatische Monocarbonsäuren d) Aromatische Polycarbonsäuren Reduktionsprodukte der aromatischen Nitroverbindungen a) Reduktion in mineralsaurer Lösung b) Reduktion in neutraler oder schwach saurer Lösung Aromatische Nitrosoverbindungen c) Reduktion in alkalischer Lösung Azoxyverbindungen Azoverbindungen Hydrazoverbindungen Aromatische Amine a) Primäre Amine Substitutionsprodukte des Anilins b) Sekundäre und tertiäre Amine c) Phenylendiamine Aromatische Diazoverbindungen a) Diazoniumsalze b) Diazotate Reaktionen aromatischer Diazoverbindungen a) Reaktionen, die unter Abspaltung der Diazogruppe verlaufen (Diazospaltung) b) Reaktionen, bei denen der Diazostickstoff in der Molekel verbleibt Kupplungsreaktionen Azofarbstoffe Konstitution und Farbe a) Basische Azofarbstoffe b) Saure Azofarbstoffe c) Substantive Azofarbstoffe (Direktfarbstoffe) d) Naphthol-AS-Farbstoffe e) Reaktivfarbstoffe f) Metallkomplexazofarbstoffe g) Diazotypie Diphenyl und Arylmethane

10 a) Diphenyl (Biphenyl) Atropisomerie bei Diphenylderivaten b) Diphenylmethan e) Triphenylmethan (Tritan) Triphenylmethanfarbstoffe a) Aminotriphenylmethanfarbstoffe b) Hydroxytriphenylmethanfarbstoffe c) Phthaleine Aryläthane Freie Radikale a) Kohlenstoffradikale b) Stickstoffradikale c) Aroxyle d) Radikal-Ionen Phenylierte ungesättigte Kohlenwasserstoffe a) Arylalkene Stilbenfarbstoffe b) Arylalkine c) Kumulene Die Allen-Isomerie (Molekelasymmetrie) Kondensierte aromatische Ringsysteme a) Inden b) Fluoren c) Naphthalin Substitutionsprodukte des Naphthalins d) Acenaphthen e) Anthracen Anthrachinonfarbstoffe f) Phenanthren g) Polycyclische aromatische Kohlenwasserstoffe Nichtbenzoide Aromaten a) Cyclopentadienide b) Aromatenkomplexe c) Tropyliumsalze d) Tropon e) Tropolon und seine Derivate f) Azulene g) Die Hückelsche (4n + 2) p-regel V. Abschnitt. Terpene und Steroide 1. Terpene I. Acyclische Terpene

11 a) Terpenkohlenwasserstoffe b) Terpenalkohole c) Terpenaldehyde und Terpenketone II. Monocyclische Terpene a) Terpenkohlenwasserstoffe b) Terpenalkohole c) Terpenketone III. Bicyclische Terpene a) Carangruppe b) Pinangruppe c) Camphangruppe Sesquiterpene a) Acyclische Sesquiterpene b) Monocyclische Sesquiterpene c) Bicyclische Sesquiterpene d) Tricyclische Sesquiterpene Diterpene a) Acyclische Diterpene b) Monocyclische Diterpene c) Tricyclische Diterpene Triterpene Tetraterpene Carotinoide (Polyenfarbstoffe) Polyprene a) Naturkautschuk b) Synthetische Elastomere c) Guttapercha Steroide Nomenklatur und Stereochemie der Steroide a) Sterine (Sterole) I. Zoosterine II. Phytosterine III. Mycosterine IV. Vitamine der D-Reihe b) Gallensäuren c) Sexualhormone I. Männliche Sexualhormone (Androgene) II. Weibliche Sexualhormone d) Corticoide e) Cardenolide und Bufadienolide f) Steroid-Sapogenine g) Steroid-Alkaloide

12 8. Biosynthese der Terpene und Steroide VI. Abschnitt. Heterocyclische Verbindungen 1. Fünfringe mit einem Heteroatom a) Pyrrolgruppe Porphinfarbstoffe b) Furangruppe c) Thiophengruppe Benzokondensierte Ringsysteme der Pyrrol-, Furan- und Thiophengruppe a) Indolgruppe Indigofarbstoffe b) Cumarongruppe c) Thionaphthengruppe d) Kondensierte tricyclische Systeme Fünfringe mit zwei Stickstoffatomen a) Pyrazolgruppe Pyrazolonfarbstoffe b) Imidazolgruppe Fünfringe mit zwei verschiedenen Heteroatomen a) Oxazolgruppe b) Thiazolgruppe Polymethinfarbstoffe (Sensibilisierungsfarbstoffe) Fünfringe mit drei und mehr Heteroatomen a) Triazolgruppe b) Tetrazolgruppe c) Pentazolgruppe d) Sydnone e) Thiadiazolgruppe Sechsringe mit einem Heteroatom a) Pyridingruppe b) Pyrangruppe Benzokondensierte Ringsysteme des Pyridins und g-pyrons a) Chinolingruppe b) Acridingruppe Acridinfarbstoffe c) Isochinolingruppe d) Chromangruppe Anthocyane (Flavyliumfarbstoffe) Sechsringe mit zwei Heteroatomen a) Pyridazingruppe b) Pyrimidingruppe c) Pyrazingruppe

13 d) Phenazine, Phenoxazine und Phenothiazine Phenazinfarbstoffe Phenoxazinfarbstoffe Phenothiazinfarbstoffe Schwefelfarbstoffe Sechsringe mit drei und vier Heteroatomen a) Triazine b) Tetrazine Bicyclische Heterosysteme a) Purine b) Nucleoside und Nucleotide c) Pterine d) Riboflavin (Vitamin B 2 ) Alkaloide a) Alkaloide vom Pyridintyp b) Alkaloide vom Tropan-Typ c) Alkaloide vom Chinolintyp d) Alkaloide vom Isochinolintyp e) Alkaloide vom Indoltyp f) Biosynthese von Alkaloiden VII. Abschnitt. Proteine 1. Aminosäuren als Proteinbausteine Polypeptide a) Peptidsynthesen b) Baustein- und Sequenzanalyse der Polypeptide c) Natürliche Polypeptide Antibiotica Peptidhormone Eigenschaften und Struktur der Proteine Sphäroproteine und Proteide a) Sphäroproteine b) Proteide Biosynthese der Proteine VlIl. Abschnitt. Enzyme Nomenklatur und Einteilung der Enzyme Oxydoreduktasen Transferasen a) Phosphotransferasen b) Acyltransferasen c) Aminotransferasen d) Methyl- und Formyltransferasen

14 3. Hydrolasen a) Esterhydrolasen b) Glykosidhydrolasen c) Peptidhydrolasen Lyasen a) C C-Lyasen b) C O-Lyasen Isomerasen Ligasen (Syntheasen) Namenregister Sachregister