Inhaltsverzeichnis Reaktionen der Kohlenwasserstoffe 1 1. 1.1. 1.2. 1.2.1. 1.2.2. 1.2.3. 1.3. 1.4. 1.5. 1.6. Erdöl - Erdgas Vorkommen und Zusammensetzung von Erdöl und Erdgas Erdöl und Erdgas als Energie-und Rohstoffquelle Aufbereitung des Erdöls Weiterverarbeitung der Fraktionen . . .• Erdöl und Erdgas als Energieträger Ölpest Petrochemie Zusammenfassung Literatur 1 1 2 2 4 4 5 6 8 8 2. 2.1. 2.2. 2.2.1. 2.2.2. 2.3. 2.4. Kohlechemie-Kohle als Chemierohstoff Chemische Zusammensetzung der Kohle Verwertung der Kohle Die Verkokung (Entgasung) der Steinkohle Weitere Verfahren Zusammenfassung Literatur 9 9 9 10 10 12 12 3. 3.1. 3.1.1. 3.1.2. 3.1.3. 3.2. 3.2.1. 3.2.2. 3.2.3. 3.2.4. 3.3. 3.3.1. 3.3.2. 3.4. 3.4.1. 3.4.2. 3.4.3. 3.5. 3.6. Überblick über die Kohlenwasserstoffe Gesättigte kettenförmige Kohlenwasserstoffe (Alkane) Homologe Reihe der Alkane Isomeriebei Alkanen Eigenschaften der Alkane Ungesättigte kettenförmige Kohlenwasserstoffe Kohlenwasserstoffe mit einer Doppelbindung (Alkene) Homologe Reihe der Alkene IsomeriebeiAlkenen Polyene Kohlenwasserstoffe mit Dreifachbindung (Alkine) Ethin (Acetylen) Homologe Reihe der Alkine Ringförmige (cyclische) Kohlenwasserstoffe Cycloalkane Aromatische Kohlenwasserstoffe Kondensierte aromatische Ringsysteme Zusammenfassung Literatur 13 16 17 18 22 27 27 28 29 30 34 34 35 36 36 36 38 39 39 4. Das charakteristische Reaktionsverhalten aliphatischer Kohlenwasserstoffe Der Übergangszustand Die Bildung von Zwischenstufen Zur Untersuchung von Reaktionsmechanismen Die Reaktion von Alkanen mit Chlor oder Brom, eine Substitution nach dem Radikalmechanismus Der Ablauf der Halogenierung- Photochemische Radikalreaktion . . . . Die Reaktion von Alkenen mit Halogen, ein Additionsvorgang mit ionischem (polarem) Mechanismus Anlagerung von Brom an Ethen lonenmechanimus-Elektrophile und Nucleophile Addition weiterer einfach gebauter Moleküle an Alkene Addition von Halogenwasserstoff- Regel von Markownikoff Addition von Brom an 1,3-Butadien Zusammenfassung Literatur 4.1. 4.2. 4.3. 4.4. 4.4.1. 4.5. http://d-nb.info/860997251 40 40 42 43 44 45 47 47 49 51 51 53 54 54 5. 5.1. 5.1.1. 5.1.2. 5.1.3. 5.1.4. 5.2. 5.3. 5.4. Das charakteristische Reaktionsverhalten aromatischer Systeme: Die elektrophile Substitution Substitutionsreaktionen am Benzol-Molekül Die Nitrierungsreaktion Die Halogenierungsreaktion DieSulfonierungsreaktion DieFriedel-Crafts-Alkylierung Die Halogenierung des Toluols-Kern und Seitenkettenhalogenide . . . Zusammenfassung Literatur 55 55 55 58 59 59 60 63 63 Alkohole und Phenole 64 6. 6.1. 6.2. 6.3. 64 64 66 6.4. 6.5. 6.5.1. 6.5.2. 6.5.3. 6.5.4. 6.6. 6.7. 6.7.1. 6.7.2. 6.7.3. 6.8. 6.9. 7. 7.1. 7.2. 7.3. 7.4. Alkohole Physikalische Eigenschaften von Alkoholen Nomenklatur der Alkohole Homologe Reihe der einwertigen, gesättigten, aliphatischen Alkohole (Alkanole) Chemische Eigenschaften von Alkoholen -Alkohole als Brönsted-Säuren bzw. -Basen Die Bildung von Estern, Ethern bzw. Alkenen aus Alkanolen Esterbildung mit anorganischen Säuren Etherbildung Diethylether Säurekatalysierte Wasserabspaltung aus Alkoholen-Bildung von Alkenen Oxidationsprodukte der Alkohole Technische Bedeutung ein-und mehrwertiger Alkanole Methanol (Methylalkohol) Ethanol (Ethylalkohol) Mehrwertige Alkohole (Polyalkohole, Polyole) Zusammenfassung Literatur 67 68 69 69 71 73 75 77 81 81 82 84 87 87 7.6. 7.7. 7.8. 7.9. Phenole Phenol-Eigenschaften, Verwendung und Gewinnung Substitutionsreaktionen am aromatischen Kern des Phenols l-undM-Effekt Der Einfluß eines Substituenten am Benzolring auf die Geschwindigkeit der Zweitsubstitution Der Einfluß eines Substituenten am Benzolring auf den Ort der Zweitsubstitution Mehrwertige Phenol (Polyphenole) Chinone Zusammenfassung Literatur 96 98 100 102 102 8. 8.1. 8.2. Anilin Zusammenfassung Literatur 103 106 106 7.5. 88 88 90 92 94 Carbonylverbindungen, Carbonsäuren und Ester 107 9. 9.1. 107 9.2. 9.3. 9.4. 9.5. 9.6. 9.7. 9.8. Reaktionen der Carbonylverbindungen Additionsreaktionen an die Carbonylgruppe (Kohlenstoff-SauerstoffDoppelbindung) Addition von Wasser (Hydratbildung) Addition von Ammoniak Beeinflussung der Reaktivität der Carbonylgruppe bei Addition Addition von Carb-Anionen (Aldoladdition) Selbstaddition kurzkettiger Aldehyde Reduzierende Wirkung (Nachweisreaktion für Aldehyde) Aktivierender Einfluß der Carbonylgruppe auf den aliphatischen Rest (Substitutionsreaktionen) 107 109 110 110 111 112 114 115 9.9. 9.10. 9.11. Farbreaktionen bei Alkanalen Zusammenfassung Literatur 116 119 119 10. 10.1. 120 10.2. 10.3. 10.4. 10.5. 10.6. Reaktionsverhalten der Carboxylverbindungen Mesomeriestabilisierung des Carboxylat- Ions - Acidität der Hydroxylgruppe Monocarbonsäuren Die Sonderstellung der Methansäure (Ameisensäure) p/fs-Bestimmung von Carbonsäuren Zusammenfassung Literatur 120 122 125 127 130 130 11. 11.1. 11.2. 11.3. 11.4. Esterbildung und Verseifung Mechanismus der Esterbildung Bedeutung und Verwendung von Estern Zusammenfassung Literatur 131 134 139 140 140 Räumliche Struktur organischer Verbindungen Spektroskopische Methoden der Strukturaufklärung 12. 12.1. 12.2. 12.3. 12.3.1. 12.3.2. 12.4. 12.4.1. 141 Konstitutions-und Stereoisomerie Die Erforschung der Struktur einer organischen Verbindung Gerüst- und Stellungsisomerie Weitere Isomerie bei Alkanen und Cycloalkanen Konformationsisomerie bei Alkanen Konformationsisomerie bei Cycloalkanen Isomerie bei Verbindungen mit Chiralitätszentrum (optische Isomerie) . . Verbindungen mit einem asymmetrischen Kohlenstoff-Atom (Chiralitätszentrum) 12.4.2. Verbindungen mit zwei asymmetrischen Kohlenstoff-Atomen 12.5. Zusammenfassung 12.6. Literatur 151 157 160 160 13. 13.1. 13.1.1. 13.1.2. 13.2. 13.2.1. 13.2.2. 13.3. 13.3.1. 13.3.2. 13.4. 13.5. Spektroskopische M e t h o d e n der Strukturaufklärung Massenspektroskopie Historisches DieMethode Infrarotspektroskopie Historisches DieMethode Kernresonanzspektroskopie Historisches DieMethode Zusammenfassung Literatur 162 162 162 163 165 165 165 167 168 168 172 172 14. Tabellarischer Anhang 173 Stichwortverzeichnis 141 141 142 146 146 149 150 181