VII INHALTSVERZEICHNIS MC-FRAGEN 3. ORGANISCHE CHEMIE 1 3.1 Grundzüge der chemischen Bindung 1 3.2 Chemische Reaktionstypen 12 3.3 Stereochemie 30 3.4 Alkane, Cycloalkane 46 3.5 Alkene, Alkine 47 3.6 Aromatische Kohlenwasserstoffe 51 3.7 Halogenkohlenwasserstoffe 67 3.8 Metallorganische Verbindungen 68 3.9 Alkohole, Phenole, Ether, Chinone 71 3.10 Stickstoffverbindungen 81 3.11 Schwefelverbindungen 92 3.12 Aldehyde und Ketone.. -. 95 3.13 Carbonsäure und Carbonsäurederivate 108 3.14 Hydroxy-und Ketocarbonsäuren 117 3.15 Heterozyklen 121 3.16 Grundzüge der Kohlenhydratchemie 127 3.17 Aminosäuren 130 KOMMENTARE 3. ORGANISCHE CHEMIE 134 3.1 Grundzüge der chemischen Bindung 134 3.1.1 Hybridisierung 134 3.1.2 Einfachbindungen 141 3.1.3 C=C-Doppelbindungen 142 http://d-nb.info/840939973
VIII 3.1.6 C=C-Dreifachbindungen 144 3.1.8 Bindungspolarität 149 3.1.4 Elektronendelokalisierung 151 3.1.5 Aromatischer Zustand 157 3.1.7 Radikale, Carbokationen, Carbanionen, Carbene. 167 3.13.2 Acidität von Carbonsäuren 174 3.14.2 Acidität von Hydroxy-und Ketocarbonsäuren... 174 3.9.3 Acidität, Basizität von Phenolen, Enolen, Alkoholen und Ethern 178 3.11.5 Acidität von Sulfonsäuren ' 180 3.11.2 S-H-Acidität (Acidität von Thiolen und Thiophenolen) 180 3.13.7 N-H-Acidität 180 3.10.2 Basizität von Aminen, Amiden und Amidinen... 182 3.15.2 Basizität stickstoffhaltiger Heterozyklen 185 3.2 Chemische Reaktionstypen 188 3.2.1 Radikalische Substitution 190 3.2.2 Nucleophile Substitution am gesättigten Kohlenstoffatom 197 3.3.9 Dynamische Stereochemie... 207 3.2.3 Elektrophile und nucleophile Substitution an Aromaten > 212 3.6.5 Substituenteneffekte 215 3.15.4 Elektrophile Substitutionen an heteroaromatischen Fünf- und Sechsringen 225 3.2.3.1 Nucleophile Substitutionen am Carbonylkohlenstoff 232 3.2.3.2 Elektrophile Substitutionen an gesättigten C-Atomen 234 3.2.4 Eliminierung unter Bildung von C C-Mehrfachbindungen 236 3.3.9 Dynamische Stereochemie 246
IX 3.2.5 Elektrophile Addition 250 3.5.5 1.2-und 1.4-Addition an konjugierte Diene 257 3.2.6 Nucleophile Addition 259 3.2.6.1 Addition an a,ß -ungesättigte (vinylogene) Carbonylverbindungen 259 3.2.7 Radikalische Addition 263 3.2.7.1 Cis-Additionen 264 3.2.7.2 Cycloadditionen 265 3.5.5 Diels-Alder-Reaktion 266 Reaktionen von Carbonylverbindungen 272 3.2.8 und 3.12.5 Reaktivität der Carbonylgruppe 272 3.2.9 Carbonylverbindungen als C H-acide Verbindungen 273 3.2.10 Additionen 279 3.12.5 Reaktivität der Carbonylgruppen 279 3.2.10.1 Reaktionen von Aldehyden und Ketonen mit Basen (vgl. Kap. 3.12.6 S. 463) 279 3.3.9 Dynamische Stereochemie 283 3.2.10.2 Reaktionen von Aldehyden und Ketonen mit C-H-aciden Verbindungen (vgl. Kap. 3.12.8 S. 468) 284 3.2.11 Heteroanaloge Carbonylverbindungen 287 3.2.12 Umlagerungen an Atomen mit Elektronen- Sextett 288 3.2.13 Umlagerung an aromatischen Ringen 299 Oxidation und Reduktion 302 3.2.14 Oxidation von Methyl-und Methylengruppen... 302 3.2.15 Oxidative Spaltung von C C-Bindungen 302 3.2.15.1 Haloform-Reaktion (vgl. auch Kap. 3.7.3 S.399). 305 3.5.4 Oxidation von C=C-Doppelbindungen 305 3.2.16 Dehydrierung 309 3.9.5 Oxidation von Alkoholen 310
3.12.9 Oxidation von Aldehyden und Ketonen 312 3.2.17 Reduktionen 313 3.2.17.1 Katalytische Hydrierung 313 3.2.17.2 Reduktion mit komplexen Hydriden 315 3.2.17.3 Hydrogenolyse 317 3.2.17.3 Birch-Reduktion 317 3.12.9 Reduktion von Aldehyden und Ketonen 317 3.12.7 Meerwein-Ponndorf-Verley-Reduktion 318 3.13.4 Reduktionen von Carbonsäure-Derivaten 320 3.12.8 Acyloin-Reaktion 320 3.13.4 Weitere Reduktionen von Carbonsäure-Derivaten 321 3.10.9 Reduktionsprodukte aromatischer Nitroverbindungen 321 3.3 Stereochemie 324 3.3.1 Grundbegriffe 324 3.3.3 Zeichnerische Darstellung 328 3.3.4 Konformationen von Alkanen 331 3.3.5 Konformationen des Butadiens 334 3.3.4 Konformationen alicyclischer Verbindungen... 335 (3.4.6 Cycloalkane) 335 3.3.4 Moleküle mit zentraler Chiralität 340 (3.4.2 Das asymm. C-Atom als Ursache der Molekülchiralität) 340 3.3.2 Nomenklatur 340 3.3.7 Chiralität ohne asymmetrische C-Atome 351 3.3.6 Stereochemie an Heteroatomen 353 3.3.8 Trennmethoden für Konfigurationsisomere 354 Geometrische Isomerie 356 3.3.5 Stereochemie an ungesättigten C-Atomen 356 3.3.2 Nomenklatur von cis-trans-isomeren (E-Z-System) 359
XI 3.3.4 und 3.4.6 Cis-Trans-Isomerie an Cycloalkanen... 360 3.4 Alkane-Cycloalkane 364 3.4.1 Struktur und Nomenklatur 364 Alkane 367 3.4.2 Stereochemie 367 3.4.3 Physikalische Eigenschaften 367 3.4.4 Darstellung 369 3.4.5 Reaktionen 370 Cycloalkane 370 3.4.6 Stereochemie und Ringspannung 370 3.4.7 Darstellung 370 3.5 Alkene und Alkine 371 3.5.1 Struktur, Nomenklatur 371 Alkene 374 3.5.2 Stereochemie 374 3.5.3 Darstellung 374 3.5.4 Reaktionen 377 Alkine 379 3.5.6 Darstellung 379 3.5.7 Reaktionen 380 3.6 Aromatische Kohlenwasserstoffe 382 3.6.1 Nomenklatur 382 3.6.2 Eigenschaften, Struktur 384 3.6.3 Vorkommen, Gewinnung 384 3.6.4 Reaktionen 385 3.7 Halogenwasserstoffe 397 3.7.1 Nomenklatur 397
XII Alkylhalogenide 398 3.7.2 Eigenschaften und Verwendung 398 3.7.3 Darstellung 399 3.7.4 Reaktionen 401 Arylhalogenide 403 3.7.6 Darstellung 403 3.7.5 Verwendung 404 3.7.7 Reaktionen 404 3.8 Metallorganische Verbindungen 404 3.8.1 Metall-Kohlenstoff-Bindung 404 3.8.2 Darstellung 405 3.8.3 Reaktionen 406 3.9 Alkohole, Phenole, Ether, Chinone 411 3.9.1 Nomenklatur 411 3.9.2 Physikalische Eigenschaften der Stoffgruppen... 414 3.9.3 Basizität, Acidität 416 3.9.4 Darstellung der Alkohole 416 3.9.5 Reaktionen der Alkohole 418 3.9.5.1 Ester organischer Säuren 420 3.9.6 Darstellung der Phenole 421 3.9.7 Reaktionen der Phenole 421 3.9.8 Chinone 422 3.9.9 Darstellung von Ethern 424 3.9.10 Reaktionen der Ether 426 3.10 Stickstoffverbindungen 428 Amine 428 3.10.1 Struktur und Nomenklatur 428 3.10.2 Eigenschaften 429 3.10.3 Darstellung 430
XIII 3.10.4 Reaktionen 434 3.10.5 Von den Aminen abgeleitete Verbindungsklasse.. 437 3.10.6 Diazoverbindungen 439 3.10.7 Diazoniumverbindungen 440 Nitro- und Nitrosoverbindungen 446 3.10.8 Nitroalkane 446 3.10.9 Aromatische Nitroverbindungen 448 3.11 Schwefelverbindungen 449 3.11.1 Nomenklatur 449 3.11.2 Thiole und Disulfide 453 3.11.3 Thioether (Sulfide) 454 3.11.4 Sulfoxide und Sulfone 455 3.12 Aldehyde und Ketone 457 3.12.1 Nomenklatur 457 3.12.2 Eigenschaften 459 3.12.3 Darstellung von Aldehyden 460 3.12.4 Darstellung von Ketonen 462 3.12.5 Reaktivität der Carbonylgruppe 463 3.12.6 Reaktionen der Carbonylgruppe mit Basen 463 3.12.7 Reaktionen der Carbonylgruppe mit Hydridionen 467 3.12.8 Reaktionen von Carbonylverbindungen mit Carbanionen und C-H-aciden Verbindungen 468 3.13 Carbonsäuren und Carbonsäurederivate 475 3.13.1 Nomenklatur 475 Carbonsäuren 482 3.13.2 Eigenschaften 482 3.13.3 Darstellung 484 3.13.4 Reaktionen 486
XIV Carbonsäurederivate 489 3.13.5 Carbonsäureester 489 3.13.6 Carbonsäureanhydride 495 3.13.7 Carbonsäureamide, Carbonsäureimide Lactame 496 3.13.8 Carbonitrile 497 3.13.9 Reaktionen von C-H-aciden Carbonsäurederivaten 499 3.14 Hydroxy-und Ketocarbonsäuren 505 3.14.1 Nomenklatur 505 Hydroxycarbonsäuren 507 3.14.2 Eigenschaften 507 3.14.3 Darstellung 508 3.14.4 Reaktionen 509 3.14.5 Lactone...^ 510 Ketocarbonsäuren 511 3.14.7 Darstellung 511 3.14.6 Eigenschaften 512 3.14.8 Reaktionen 513 3.15 Heterocyclen 515 3.15.1 Nomenklatur 515 3.15.2 Eigenschaften 519 3.15.3 Darstellung 522 3.15.4 Reaktionen 527 3.16 Grundzüge der Kohlenhydratchemie 532 3.16.1 Einteilung und Nomenklatur 532 3.16.2 Stereochemie der Monosaccharide 534 3.16.3 Reaktionen der Monosaccharide 540 3.16.4 Disaccharide und Polysaccharide 546
XV 3.17 Aminosäuren 551 3.17.1 Nomenklatur 551 3.17.2 Eigenschaften 553 3.17.3 Darstellung 555 3.17.4 Reaktionen 557 LÖSUNGEN 560 Begriffe und Namensreaktionen der organischen Chemie.. 563 Verzeichnis der Wortabkürzungen 565 Verzeichnis der Zeichen und Symbole 567 Erklärung der Aufgabentypen 571