Sammlung

Vorwort zum Protokollheft des OC-I-Praktikums für LAG:
Die zeitaufwändigste Arbeit beim Protokollschreiben für dieses Praktikum war meines Erachtens das
Herausschreiben der R- und S-Sätze. Die könnt ihr – vorausgesetzt natürlich, die Versuche bleiben die gleichen –
hier gut rauskopieren und dafür die Zeit für das Wichtige (s. u.) aufbringen!
Ebenso könnt Ihr Euch an den Beschreibungen orientieren, allerdings gebe ich keine Gewähr, dass das so
„richtig“ ist, wie das dasteht, da, wenn man die Hefte unserer Generation mit denen der Vorgänger vergleicht
andere Sachen (natürlich nicht im Groben, sondern eher im Detail) angestrichen und andere Sachen für richtig
empfunden wurden – abhängig von den Assistenten. (…)
Wichtig ist, finde ich, dass Ihr wisst, dass sehr viel Wert darauf gelegt wird, dass der Mechanismus keine
Zauberei ist, sondern dass jede, aber wirklich jede Elektronen- und Elektronenpaarwanderung durch die
entsprechenden Pfeile angezeigt wird, weil man das unter einem MECHANISMUS versteht und ein Mechanismus
Schritt für Schritt nachvollziehbar sein muss. Pfeile, die Protonenwanderungen angeben, wie man es in der
Schule ab und zu sieht, gibt es eigentlich nicht und sollten in den Protokollheften nirgends auftauchen!
Und da Ihr das ganze viel besser versteht, wenn man die Mechanismen sich selbst zusammenschreibt und weil
Ihr ja ohne das stupide und zeitraubende R- und S-Sätze abtippen auch genügend Zeit dazu habt, eine Bitte:
macht das mit den Mechanismen auch bitte selbst, weil in der Klausur müsst Ihr das ohnehin können!
Ansonsten viel Spaß beim Praktikum, Bernhard!
P.S.: Wenn man einen Mechanismus mit den normalen OC-Büchern, wie dem Vollhardt nicht erschließen kann:
Empfohlen wird für (kompliziertere) Mechanismen (z.B. von Dr. Brettreich) „Reinhard Brückner:
Reaktionsmechanismen, Spektrum-Verlag“
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Tag 01 – Vorprotokoll
für den 18.10.2004
1) Reaktion der Alkane
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
n-Octan:
2ml
R 11: Leichtentzündlich
R 38: Reizt die Haut
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
R 65: Gesundheitsschädlich: Kann beim Verschlucken Lungenschäden verursachen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 9-16-29-33-60-61-62
Brom:
einige Tropfen
R 26: Sehr giftig beim Einatmen
R 25: Giftig beim Verschlucken
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
S 7/9-26-45-61
iso-Octan: 1ml
R 11: Leichtentzündlich
R 38: Reizt die Haut
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
R 65: Gesundheitsschädlich: Kann beim Verschlucken Lungenschäden verursachen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 9-16-29-33-60-61-62
b) Reaktionsgleichungen
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c) Mechanismus
Bei der aufgeführten Reaktion handelt es sich um eine Radikalkettenreaktion, hier speziell um eine radikalische
Halogenierung (Bromierung) von n-Octan bzw. iso-Octan. Durch Licht (h*v) wird die Br-Br-Bindung homolytisch
gespalten (Startreaktion). Ein Br-Radikal kann nun mit einem H des Alkans reagieren, es entsteht HBr und ein
Alkan-Radikal. Das Alkan-Radikal kann nun wiederum mit einem Br2 zu einem Bromid reagieren, ein Br-Radikal
bleibt übrig und kann die Kettenreaktion fortsetzen (Kettenreaktion). Weil teriäre Radikale stabiler sind als
sekundäre und diese wieder stabiler als primäre, sind tertiäre C-H-Bindungen auch reaktiver als sekundäre, und
diese reaktiver als primäre C-H-Bindungen. Darum reagieren auch tertiäre Cs häufiger als sekundäre und die
wieder häufiger als primäre. Es entstehen beim n-Octan hauptsächlich sekundäre Bromide (2/3/4-Bromoktan),
während beim iso-Octan das tertiäre Bromid (2,2,4-Trimethyl-4- Brompentan) überwiegt, weil eben das Produkt
des schneller erreichten Übergangszustands (Radikal) im Produktgemisch dominiert.
-2-
2) Synthese und Reaktionen von Verbindungen mit C-C-Mehrfachbindungen
(Eliminierung und Addition)
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Cyclohexanol: 50 g
R 20/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen und Verschlucken
R 37/38: Reizt die Atmungsorgane und die Haut
S 24/25
H3PO4 (85%ig): 20 ml
R 34: Verursacht Verätzungen
S 26-45
Na2SO4: S22-24/25
Cyclohexen: R 11: Leichtentzündlich
R 21/22: Gesundheitsschädlich bei Berührung mit der Haut und beim Verschlucken
R 65: Gesundheitsschädlich: Kann beim Verschlucken Lungenschäden verursachen
S 9-16-33-36/37-62
Brom:
einige Tropfen von Brom in Eisessig und in Chloroform
R 26: Sehr giftig beim Einatmen
R 25: Giftig beim Verschlucken
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
S 7/9-26-45-61
HAc conc.: R 10: Entzündlich
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 13-25-45
Chloroform: als Lösungsmittel von Brom in Chloroform und Cyclohexen in Chloroform
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 38: Reizt die Haut
R 40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
R 48/20/22: Gesundheitsschädlich: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition
durch Einatmen und durch Verschlucken
S 36/37
Phenolphthalein: R 40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
S 36/37
1,2-Dibromcyclohexan: keine Angaben
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NaOH (verd.): R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-37/39-45
KMnO4:
R 8: Feuergefahr bei Berührung mit brennbaren Stoffen
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben
S 60/61
MnO2: R 20/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen und Verschlucken
S 25
Maleinsäuredimethylester: keine Angaben
1-Hexen:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
R 65: Gesundheitsschädlich: Kann beim Verschlucken Lungenschäden verursachen
S 9-16-23-29-33-62
1-Hexin:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
R 65: Gesundheitsschädlich: Kann beim Verschlucken Lungenschäden verursachen
S 16-26-36-62
HBr: R 35: Verursacht schwere Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 7/9-26-45
Bromoctan:
Dibromoctan:
S 23-24/25
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 26-36
b) Reaktionsgleichungen
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c) Mechanismus
Die Darstellung von Cyclohexen erfolgt durch Eliminierung (E1) durch säurekatalysierte Dehydratisierung von
Cyclohexanol:
Als Nachweis von Doppelbindungen wird besonders gerne die elektrophile Addition von Halogenen, hier Br 2
ausgenutzt:
Mit dem Bayer-Test lässt sich auch die Doppelbindung nachweisen; es erfolgt eine vicinale syn-Dihydroxylierung
des Cyclohexens mit Kaliumpermanganat. Dabei erfolgen zwei elektrophile Angriffe (durch zwei Sauerstoffatome
des MnO4-) auf die Doppelbindung  Oxidation.
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Maleinsäuredimethylester reagiert mit Br2 wie es auch Cyclohexen tut:
Hexen und Hexin reagieren mit dem Permanganat analog zum Cyclohexen:
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Tag 01 – Nachprotokoll
vom 18.10.2004
1) Reaktion der Alkane
1.1)
Ohne Lampe, also bei normalem Raumlicht ist praktisch keine Reaktion zu beobachten.
Nach intensiver Lichteinwirkung ist dann die langsame Entfärbung des Gemisches zu beobachten.
Das angefeuchtete Indikatorpapier, das oberhalb der Lösung in das Reagenzglas gehalten wurde, färbt sich rot.
1.2)
Beim n-Octan erfolgt die Entfärbung relativ langsam (ca. 1 min), beim iso-Octan dagegen relativ schnell (ca. 15
sec). Die schnellere Reaktion des iso-Octans liegt, wie erwähnt, an der größeren Stabilität des tertiären CRadikals gegenüber sekundären C-Radikalen; aus iso-Octan entsteht aus diesem Grund auch hauptsächlich
2,2,4-Trimethyl-4-Brompentan.
2) Synthese
2.1)
Bei einer Ausbeute von 100% wären unter Verwendung der 50g Cyclohexanol 41,4g Cyclohexen zu erwarten. In
unserem Fall betrug die Auswaage des Endproduktes allerdings 28,2g, was einer Ausbeute von 68,1% entspricht.
Der beobachtete Siedepunkt lag bei ca. 70°C.
Zum Cyclohexen musste sehr viel Brom zugesetzt werden, bis die gelbe Farbe bestehen blieb (Br 2 also in
Überschuss!); in alkalischer Lösung fiel dann ein öliger Schleier (1,2-Dibromcyclohexan) aus.
Die Kaliumpermanganatlösung wird schnell entfärbt und es fällt braunes Pulver(Braunstein) aus.
2.2)
Die Lösung mit Maleinsäuredimethylester und Brom entfärbt sich nur sehr langsam. Die Ursache hierfür sind wohl
die Carbonylgruppen, die die e- von der Doppelbindung abziehen und selbige dadurch weniger reaktiv ist.
Die Lösung mit Cyclohexen und Brom entfärbt sich dagegen sehr schnell. Nach Zugabe von Wasser zu zweiterer
Lösung reagiert dieses mit überschüssigen Bromid-Ionen zu HBr, dessen Gegenwart auch das rote
Indikatorpapier anzeigt.
2.3)
Mit Hexen ist eine schnelle Entfärbung zu beobachten und das Ausfällen eines braunen Pulvers aus der Lösung
(entstehender Braunstein).
Mit Hexin dagegen ist zunächst keine, dann eine leichte Entfärbung und „Verbraunung“ der Lösung festzustellen.
Beide π-Bindungen schirmen sich im Fall des Hexins gegenseitig ab und sind somit schlechter angreifbar.
Mit n-Octan, dass auch gar keine Doppelbindungen enthält ist auch keine Entfärbung zu beobachten.
Die Bayer’sche Probe mit KMnO4 ist ein relativ guter Nachweis für Doppelbindungen.
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Tag 02 – Vorprotokoll
für den 19.10.2004
2) Synthese und Reaktionen von Verbindungen mit C-C-Mehrfachbindungen
(Eliminierung und Addition)
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
E-Stilben:
20g
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
S 22-36/37
Dichlormethan:
160ml
R 40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
S 23.2-24/25-36/37
Brom: 10ml
R 26: Sehr giftig beim Einatmen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
S 7/9-26-45/61
Cyclohexen: R 11: Leichtentzündlich
R 21/22: Gesundheitsschädlich bei Berührung mit der Haut und beim Verschlucken
R 65: Gesundheitsschädlich: Kann beim Verschlucken Lungenschäden verursachen
S 9-16-33-36/37-62
1,2-Dibrom-1,2-Diphenylethan: R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 26-36/37/39
Maleinsäure: 10g
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
R 42: Sensibilisierung durch Einatmen möglich
S 22-28.1-39
HCl conc.:
30ml (verdünnt zur 24%igen HCl)
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 26-36/37/39-45
-8-
2-Methyl-2-Buten:
3g
R 12: Hochentzündlich
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
S 9-16-29-33
Ethanol: R 11: Leichtentzündlich
S 7-16
Fumarsäure: R 36: Reizt die Augen
S 26
2.4)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Die Bromierung von E-Stilben erfolgt über den Mechanismus der elektrophilen Addition des Broms über ein
cyclisches Bromonium-Ion (siehe auch 2.1).
Bei der Bromierung von E-Stilben entsteht erythro-Stilbendibromid. Die beiden Konfigurationen R, S und S, R sind
identisch.
Bei der Bromierung von Z-Stilben entsteht threo-Stilbendibromid. Hier bilden sich die Enantiomere R, R und S, S,
die dann als Racemat vorliegen.
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2.5)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Hier handelt es sich um eine säurekatalysierte Konfigurationsänderung, von E nach Z, bzw. von Maleinsäure zur
Fumarsäure.
2.6)
b) Reaktionsgleichungen
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c) Mechanismus
(i) Die –N=O-Gruppe wird durch ein H+ elektrophil substituiert, so dass ein Alkohol und NO+ entstehen:
(ii) Das NO+-Teilchen greift die Doppelbindung des 2-Methyl-2-Buten elektrophil an. An dem dadurch positiv
geladenen C kann das Cl- nucleophil angreifen:
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Tag 02 – Nachprotokoll
vom 19.10.2004
2) Synthese und Reaktionen von Verbindungen mit C-C-Mehrfachbindungen
2.4)
Bei der Bromierung von den 20g E-Stilben wären bei 100%iger Ausbeute 37,15g Stilbendibromid zu erwarten.
Unsere Auswaage betrug 31,7g, was einer Ausbeute von 85,3% entspricht.
Der ermittelte Schmelzpunkt des Produktes lag bei 235°C, wonach in unserem Fall die meso-Verbindung erythroStilben entstanden ist
2.5)
Bei der Darstelung von Fumarsäure aus 10g Maleinsäure sind bei 100% Ausbeute 10g Fumarsäure zu erwarten.
Bei uns betrug die Ausbeute 8,7g, was einer Ausbeute von 87% entspricht.
Der ermittelte Schmelzpunkt lag bei 295°C, was bedeutet, dass das Produkt tatsächlich Fumarsäure war.
2.6)
Bei der Darstellung von 2-Chlor-2-Methyl-4-Nitrosylbutan aus 3g 2-Methyl-2-Buten wären bei 100%iger Ausbeute
5,8g des Produktes zu erwarten.
Unsere Auswaage betrug 0,8g, was einer Ausbeute von 13,8% entspricht.
Nach Erhitzen mit Ethanol färbte sich die Lösung blau, nach Säurezugabe gelb, was darauf zurückzuführen ist,
dass die sekundäre Nitrosoverbindung in ein gelbes Oxim umgelagert wird, was dagegen bei tertiären
Nitrosoverbindungen mangels Proton nicht möglich ist. Daraus lässt sich folgern, dass das Nitrosyl-Kation an das
C3 und nicht an das C2 addiert wurde.
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Tag 03 – Vorprotokoll
für den 20.10.2004
2) Synthese und Reaktionen von Verbindungen mit C-C-Mehrfachbindungen
(Eliminierung und Addition)
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Tolan (Diphenylacetylen): R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
S 22-24/25
KOH:
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-36/37/39/45
Ethylenglycol:
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
S2
HBr: R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 7/9-26
NH3: R 34: Verursacht Verätzungen
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
S 26-36/37/39-45-61
AgNO3:
R 34: Verursacht Verätzungen
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben
S 26-45-60-61
2.7) Diphenylacetylejn (Tolan)
b) Reaktionsgleichungen
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c) Mechanismus
Der zugrunde liegende Mechanismus ist eine basisch Induzierte Anti-Eliminierung (anti, E2, konzertiert). Dieser
Mechanismus erfolgt zweimal in Folge an einem Molekül:
2.8)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Der Mechanismus ist eine elektrophile Addition eines polaren Reagenzes (HBr): zunächst elektrophile Addition
des H+ an die 3fach-Bindung, dann nucleophile Addition des Br-.
Wird Permanganat entfärbt heißt das, dass noch eine Doppelbindung vorliegt, was wiederum bedeuted, dass nur
ein Mol HBr umgesetzt worden ist und Alkene vorlagen.
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2.9)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
NH3 und AgNO3 bilden einen Silberdiaminkomplex. 1-Hexin reagiert mit NH3 zu einem Hexinylid-Anion und einem
Ammonium-Ion. (Terminale Alkine können leicht deprotoniert werden, d.h. sauer reagieren!)
Das Hexinylid-Anion reagiert mit Ag+ zu Silberhexinylid.
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Tag 03 – Nachprotokoll
vom 20.10.2004
2) Synthese und Reaktionen von Verbindungen mit C-C-Mehrfachbindungen
2.7)
Bei einer Ausbeute von 100% sind bei Verwendung von 16g Stilbendibromid 8,4g Tolan zu erwarten. Nach der
ersten Filtration wurden 10,7g gelblichen Rohprodukts ausgewogen, was einer Ausbeute von 127,4% entspricht,
nach der Umkristallisation blieben 3,2g Auswaage des rein weißen, filigran nadelig kristallisierten Tolan übrig, was
einer Ausbeute von 38,1% entspricht.
Der Schmelzpunkt des Endproduktes lag bei ca. 55°C.
2.8)
Der Schmelzpunkt des Produktes lag bei 143°C, so dass man folgern kann, dass das Produkt E-2-Brombut-2-en1,4-dicarbonsäure war. Es wurde nur ein Mol HBr pro Mol Edukt umgesetzt, da bei Zugabe von KMnO4 eine
schnelle Entfärbung und die Abscheidung von Braunstein zu beobachten war.
2.9)
Es fiel sehr schnell das weiße Silberhexinylid aus. Die Verbindung ist demnach stabiler als der Diamin-Komlex.
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Tag 04 – Vorprotokoll
für den 21.10.2004
3) Elektrophile Substitution an Aromaten
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Toluol: R 11: Leichtentzündlich
R 30: Kann bei Gebrauch leicht entzündlich werden
S 16-25-24-33
Brom: R 26: Sehr giftig beim Einatmen
R 25: Giftig beim Verschlucken
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
S 7/9-26-45-61
Chloroform: R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 38: Reizt die Haut
R 40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
R 48/20/22: Gesundheitsschädlich: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition
durch Einatmen und durch Verschlucken
S 36/37
AlCl3:
R 34: Verursacht Verätzungen
S 7/8-28.1-45
Phenol:
R 24/25: Giftig bei Berührung mit der Haut und beim Verschlucken
R 34: Verursacht Verätzungen
S 28.6-45
HAc conc.: R 10: Entzündlich
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 13-25-45
HNO3 35%:
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 23.2-26-36/37/39-45
CaCl2: R 36: Reizt die Augen
S 22-24
o-Nitrophenol: R 38: Reizt die Haut
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m-Nitrophenol: R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 36/37: Reizt die Augen und die Haut
S 26-28.1
p-Nitrophenol: R 20/21/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut
S 28.1
3.1)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Ohne AlCl3 (Katalysator) tritt keine Reaktion ein, was darauf zurückzuführen ist, dass das Br 2 ohne Katalysator zu
wenig polarisiert ist. Der Katalysator reagiert hier als Lewis-Säure, indem er Br2 komplexiert und die Br-BrBindung polarisiert, so dass das zur Reaktion nötige, starke Elektrophil entsteht.
Nach der Addition des Br+ wird zwar das Molekül durch Delokalisation der positiven Ladung etwas stabilisiert,
doch das Additionsprodukt reagiert sofort weiter zum stabilen Bromtoluol. Die Methylgruppe ist eine ortho-/paradirigiernde Substituentengruppe, weil hier bei o-/p-Substitution jeweils stabilere Grenzstrukturen (mit teriärem
Carbokation) als bei m-Substitution.
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3.2)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Auch hier handelt es sich um eine Substitutionsreaktion des Br 2 an ein Benzolderivat. Der Unterschied zu 3.1 ist,
dass die OH-Gruppe stärker aktivierend wirkt als die Methylgruppe.
Da hier das H der OH-Gruppe als Proton abgespalten werden kann und auf diese Art und Weise kann die
positive, destabilisierende Ladung aus dem Ring entfernt werden, weshalb sogar Mehrfachsubstitutionen
auftreten und die ganze Reaktion ohne Katalysator ablaufen kann.
Die Gemeinsamkeit von Methyl- und Hydroxy-Gruppe ist, dass auch die OH-Gruppe o-/p-dirigierend wirkt,
weshalb als Hauptprodukt 2,4,6-Tribromphenol zu erwarten ist.
Die Methoxygruppe wirkt ebenfalls genug aktivierend, dass das ganze ohne Katalysator ablaufen kann und ist
ebenfalls o-/p-dirigierend. Der Unterschied der Methoxy zur Hydroxygruppe ist aber, dass bei der Methoxygruppe
kein abspaltbares H vorhanden ist, so dass die positive Ladung nicht aus dem Ring verschoben werden kann und
er somit destabilisiert ist, was dazu führt, dass hier nur Monosubstitutionen erfolgen, in o-/p-Stellung.
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3.3)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Das Elektrophil ist hier das Nitroniumion. Die vorhandene Substituentengruppe, also die OH-Gruppe ist o-/pdirigierend, weshalb das NO2+ in ortho- bzw. para-Position addiert wird.
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Tag 04 – Nachprotokoll
vom 21.10.2004
3) Elektrophile Substitution an Aromaten
3.1)
Ohne Katalysator tritt kaum eine Reaktion ein, das Indikatorpapier färbt sich schwach rot.
Dass überhaupt (wenn auch in sehr geringem Ausmaß) eine Reaktion stattfindet, liegt an der leichten Aktivierung
des Benzolrings durch die Methylgruppe.
Mit Katalysator wird aus Br2 ein starkes Elektrophil (im Endeffekt Br+), die Reaktion erfolgt schneller und das
Indikatorpapier ist intensiv rot gefärbt von dem aufsteigenden HBr. Es entsteht das ölige Bromtoluol.
3.2)
a) Durch H+-Abspaltung an der OH-Gruppe ( Acidität des Phenols!) kann die positive Ladung aus dem
Ringsystem entfernt werden, wodurch eine gewisse Stabilisierung auftritt, die dann wiederum eine
Dreifachsubstitution ermöglicht. Pro Mol Phenol werden drei Mol Br 2 verbraucht (16,9ml 0,1M Br2-Lsg. auf 5,0ml
0,1M Phenol-Lsg.). Es entsteht 2,4,6-Tribromphenol.
b) Da an der Methoxygruppe kein Proton zur Stabilisierung abgespalten werden kann, tritt keine so große
Stabilisierung auf wie beim Phenol, weshalb es nur zur Monosubstitution kommt: 1Mol Br 2 pro Mol Methoxybenzol
(5,8ml Br2 auf 5,0ml Anisol).
3.3)
Substituierte Nitrogruppen wirken inaktivierend, weshalb nur einfach substituiert wird. Das NO2+-Ion entsteht bei
der Autoprotolyse der Salpetersäure: 2 HNO3  NO2+ + NO3- + H2O.
Die OH-Gruppe wirkt o-/p-dirigierend; wie man auch im Dünnschichtchromatogramm gut sehen kann, entstehen
nur o- und p-Nitrophenol. In unserem Fall war auch die Eduktbande, also die Phenolbande noch recht dominant
vertreten, es wurde also nicht alles Edukt umgesetzt, aber ganz deutlich war zu erkennen, dass kein mNitrophenol entstanden ist.
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Tag 05 – Vorprotokoll
für den 22.10.2004
3) Elektrophile Substitution an Aromaten
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Helianthin (Methylorange): R 23/24/25: Giftig beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut
S 26-36
Sulfanilsäure:
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 26-36
NaOH:
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-37/39-45
NaNO2:
R 8: Feuergefahr bei Berührung mit brennbaren Stoffen
R 25: Giftig beim Verschlucken
R 50: sehr giftig für Wasserorganismen
HCl conc.: 30ml 24%ig
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 26-36/37/39-45
N,N-Diphenylalanin:
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 34: Verursacht Verätzungen
S 26-45-36/37/39
Naphthalin:
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
H2SO4 cc.:
R 34: Verursacht Verätzungen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-30-36-45
Naphthalin-Sulfonsäure:
R 8: Feuergefahr bei Berührung mit brennbaren Stoffen
R 34: Verursacht Verätzungen
R 23/24/25: Giftig beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut
R 49: Kann Krebs erzeugen beim Einatmen
S 17-22-45-53-36/37/39
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Indol: R 41: Gefahr ernster Augenschäden
R 21/22: Gesundheitsschädlich bei Berührung mit der Haut und beim Verschlucken
R 37/38: Reizt die Atmungsorgane und die Haut.
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben
S 26-36-36/39-60-61
Ethanol:
R 11: Leichtentzündlich
S 7-16
KOH:
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-36/37/39/45
KJ-Lsg.:
R 42/43: Sensibilisierung durch Einatmen und Hautkontakt möglich
S 22-36/37
3-Jodindol: R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 26-36
3.4)
b) Reaktionsgleichungen
- 23 -
c) Mechanismus
Die Azokopplung reaktionsfähiger aromatischer Verbindungen stellt eine spezielle Art der elektrophilen
Substitution dar.
Da Sulfanilsäure nicht wasserlöslich ist, bildet man mit NaOH deren wasserlösliches Na-Salz.
Bei der Diazotierung wird an die Aminogruppe ein Nitrosyl-Kation elektrophil addiert. Durch Abspalten von
Wasser erhält man das diazotierte Salz der Sulfanilsäure.
Die Azokupplung des N,N-Dimethylanilin an das Diazoniumin erfolgt aus sterischen Gründen in para-Stellung.
Das Diazoniumion ist zwar ein sehr schwaches Elektrophil, kann aber an dem, durch den Estersubstituenten
aktivierten Ring des N,N-Dimethylanilins gut angreifen.
Das Nitrosyl-Kation wird aus Natriumnitrit und HCl gebildet. Es entsteht Salpetrige Säure und NaCl. Durch
Protonierung der Salpetrigen Säure und Abspaltung von Wasser erhält man das Nitrosyl-Kation.
- 24 -
3.5)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Bei der Sulfonierung wird SO3 substituiert. Das Molekül entsteht aus H2SO4 unter Wasserabspaltung. Durch die
hohe Elektronegativität des Sauerstoffs wird das Schwefelatom elektrophil und kann am Naphthalin-Ringsystem
angreifen.
Nach der Substitution des SO3 wird ein Proton angehängt und man erhält die Sulfonsäuregruppe HSO 3.
Am Naphthalin kann das SO3 am C1 oder C2 angreifen. Dabei ist der Angriff am C1 begünstigt, weil in diesem Fall
zwei Grenzstrukturen existieren, in denen der zweite Ring seine 6 π-e- besitzt und somit aromatisch ist. Beim
Angriff auf das C2 existiert dagegen nur eine solche Grenzstruktur. Bei 80°C entsteht auch hauptsächlich 1Naphthalinsulfonsäure, während bei 165°C dank der Reversibilität aus sterischen Gründen bevorzugt 2Naphthalinsäure entsteht.
- 25 -
3.6)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Bei der elektrophilen Substitution von Indol entsteht hauptsächlich 3-Iodindol, weil es hier zwei stabilisierte
Grenzstrukturen des Kations gibt, wohingegen es beim 2-Iodindol nur eine gibt.
Durch KOH-Zusatz werden die H+ und I- abgefangen, wodurch keine Rückreaktion stattfinden kann.
- 26 -
Tag 05 – Nachprotokoll
vom 22.10.2004
3) Elektrophile Substitution an Aromaten
3.4) Azokupplung reaktionsfähiger aromatischer Verbindungen
Die verdünnte wässrige Lösung des Methylorange ist im alkalischen knall-hellorange. Im Sauren kann ein
Stickstoff protoniert werden, was zu einer Verschiebung des Absorptionsspektrums führt, wodurch sich eine rote
Färbung zeigt; noch weiter im Sauren ist in unserem Fall ein kirschroter Niederschlag ausgefallen.
3.5)
Naphthalin ist in Wasser sehr schlecht löslich, wohingegen das Produkt (1-Naphthalin-sulfonsäure) gute
Wasserlöslichkeit zeigt.
3.6)
Der ermittelte Schmelzpunkt unseres 3-Iodindols lag bei 58°C.
- 27 -
Tag 06 (Versuche der Tage 6 mit 7 in der Anleitung) – Vorprotokoll
für den 25.10.2004
4) Nucleophile Substitution am gesättigten C-Atom
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
--- zu den Versuchen des Tag 6 in der Anleitung --Ethanol:
R 11: Leichtentzündlich
S 7-16
AgNO3:
R 34: Verursacht Verätzungen
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
S 26-45-60-61
n-Butylchlorid: R 11: Leichtentzündlich
S 9-16-29
n-Butylbromid: R 10: Entzündlich
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
R 52/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
S 16-26-36-60-61
n-Butyliodid:
R 10: Entzündlich
R 20: Gesundheitsschädlich beim Einatmen
S 9-36
AgCl:
lichtempfindlich, hygroskopisch
AgBr:
lichtempfindlich
AgI:
(keine Angaben)
t-Butylbromid:
R 11: Leichtentzündlich
S 16-33
Brombenzol:
R 10: Entzündlich
R 38: Reizt die Haut
R 51/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
- 28 -
S 61
Kaliumiodid:
R 42/43: Sensibilisierung durch Einatmen und Hautkontakt möglich
S 22-36/37
Aceton:
R 11: Leichtentzündlich
R 36: Reizt die Augen
R 66: Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 9-16-26
Natriumsulfid:
R 31: Entwickelt bei Berührung mit Säure giftige Gase
R 34: Verursacht Verätzungen
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
S 26-45-61
Benzylchlorid: R 45: Kann Krebs erzeugen
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 23: Giftig beim Einatmen
R 37/38: Reizt die Atmungsorgane und die Haut
R 48/22: Gesundheitsschädlich: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition
durch Verschlucken
R 41: Gefahr ernster Augenschäden
S 53-45
Dibenzylsulfid: S 22-24/25
Triethylamin:
R 11: Leichtentzündlich
R 20/21/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 3-16-26-29-36/37/39-45
Phenylethylbromid:
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 26-36
Methanol:
R 11: Leichtentzündlich
R 23/24/25: Giftig beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut
R 39/23/24/25: Giftig: Ernste Gefahr irreversiblen Schadens durch Einatmen, Berührung mit der
Haut und durch Verschlucken
S 7-16-36/37-45
KOH:
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
- 29 -
S 26-36/37/39/45
Salpetersäure: R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 23.2-26-36/37/39-45
t-Butanol:
R 11: Leichtentzündlich
R 20: Gesundheitsschädlich beim Einatmen
S 9-16
Brom:
R 26: Sehr giftig beim Einatmen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
S 7/9-26-45-61
n-Propanol:
R 11: Leichtentzündlich
R 41: Gefahr ernster Augenschäden
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 7-16-24-26-39
t-Butylchlorid:
R 11: Leichtentzündlich
S 16-29-33-7/9
n-Propylchlorid: R 11: Leichtentzündlich
R 20/21/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut
S 9-29
--- zu den Versuchen des Tag 7 in der Anleitung --Triphenylmethanol:
R 38: Reizt die Haut
S 22-24/25
H2SO4 cc.:
0,5ml
R 34: Verursacht Verätzungen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-30-36-45
t-Butylchlorid:
R 11: Leichtentzündlich
S 16-29-33-7/9
t-Butanol:
R 11: Leichtentzündlich
R 20: Gesundheitsschädlich beim Einatmen
S 9-16
- 30 -
Thionylchlorid: 99ml
R 14: Regiert heftig mit Wasser
R 20/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen und Verschlucken
R 29: Entwickelt bei Berührung mit Wasser giftige Gase
R 34: Verursacht Verätzungen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-36/37/39-45
4.1)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Es findet eine nucleophile Substitution (SN2) statt:
Der Sauerstoff des Alkohols ist dabei das Nucleophil, die nucleofuge Gruppe ist das jeweilige Halogen, das
verdrängt wird. Nachgewiesen wird das verdrängte, also frei in der Lösung vorliegende Halogen--Ion mit Ag+, da
Ag+ mit Halogen-Anionen schwerlösliche Silberhalogenide bildet, die als Niederschläge ausfallen.
Aufgrund der starken Elektronegativität des Chlors ist die C-Cl-Bindung sehr stark und Chlor wird nicht verdrängt.
Im Gegensatz dazu kann Brom verdrängt werden, weil es nicht so elektronegativ wie das Chlor ist, allerdings geht
die Reaktion mit Iod am schnellsten von Statten, weil Iod die geringste Elektronegativität der Halogene besitzt.
Außerdem ist das I- so groß – im Vergleich zu Chlorid- und Bromid-Anion –, dass nur schlechte
Orbitalüberlappung möglich ist, woraus auch die geringste Bindungsstärke dieser drei Halogene resultiert.
- 31 -
4.2)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Mit dem n-Butylbromid findet die gleiche Reaktion wie unter 4.1 statt: eine SN2 (s.o.).
Mit t-Butylbromid findet dagegen eine nucleophile Substitution erster Ordnung statt (S N1), weil die positive Ladung
des Carbokations am tertiären C-Atom durch die Methylgruppen stabilisiert wird.
Beim Brombenzol erfolgt keine Reaktion, weil das Halogen am Benzolring den Aromaten deaktiviert und so kein
nucleophiler Angriff möglich ist.
- 32 -
4.3)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Es handelt sich hier um eine SN2-Reaktion; das Brom wird durch das Iod substituiert, das freigesetzte Br --Ion
reagiert mit K+ zu KBr, das in Aceton schwer löslich ist und als weißer Niederschlag ausfällt. Dadurch wird Br - aus
dem Gleichgewicht entfernt, was das Gleichgewicht zu Gunsten des Butyliodids verschiebt.
4.4)
b) Reaktionsgleichungen
- 33 -
c) Mechanismus
Es entsteht Dibenzylsulfid. Aus Wasser und Natriumsulfid bildet sich HS-. Dieses Nucleophil greift in einer SN2Reaktion am Benzyl an und substituiert das Chlorid. Die SN2-Reaktion ist zu erwarten, weil es sich um ein
primäres Halogenid und mit HS- um ein gutes Nucleophil handelt. Allerdings wäre auch eine SN1-Reaktion
denkbar, weil das entstehende Carbokation durch Mesomerieeffekte am Benzolring stabilisiert würde.
Der Schwefel des Benzylsulfids ist ebenfalls nucleophil, so dass er an einem weiteren Benzylchlorid das Chlorid
substituieren kann und auf diese Weise entsteht dann das Dibenzylsulfid.
Weil NaS in wässriger Lösung alkalisch reagiert, wäre theoretisch auch möglich, dass statt des HS- OH- als
Nucleophil reagiert, es würde sich in diesem Fall Dibenzylether bilden. Da aber HS- ein wesentlich stärkeres
Nucleophil als sein Pendant mit Sauerstoff, also das OH- ist, ist das angesprochene Produkt nicht zu erwarten.
4.5)
b) Reaktionsgleichungen
- 34 -
c) Mechanismus
Hier findet eine SN1-Reaktion statt, weil die SN2-Reaktion, aus sterischen Gründen, nämlich den drei
Ethylgruppen am Stickstoff, behindert ist. Die SN1-Reaktion wird durch die stabilisierenden Mesomerieeffekte des
entstehehnden Carbokations am Benzolring ermöglicht; im Endeffekt substituiert dann das Triethylamin das
Chlorid:
4.6)
b) Reaktionsgleichungen
- 35 -
c) Mechanismus
Da es sich mit dem 2-Phenylethylbromid um ein primäres Halogenid handelt, keine sterische Hinderung – weder
auf Seiten des Halogenids, noch auf Seiten des Nucleophils – auffällt und es sich mit dem Nucleophil um ein
starkes Nucleophil als auch eine starke Base handelt, werden die ablaufenden Reaktionen wohl SN2 und E2 sein.
Also bildet sich 2-Phenylethanol, Styrol, Wasser und Bromid.
Die im einen Fall zugesetzten Ag+-Ionen bilden mit den Br--Ionen schwerlösliches AgBr (↓) – also ein Nachweis
der substituierten bzw. eliminierten Br--Ionen.
Im anderen Fall wird wohl das zugegebene Br2 entfärbt, womit sich die entstandenen Doppelbindungen durch
elektrophile Addition des Br2 nachweisen lassen.
4.7)
b) Reaktionsgleichungen
- 36 -
c) Mechanismus
Im Fall des t-Butanols: In diesem teritären Alkohol kann ein entstehendes Carbokation gut stabilisiert werden,
weshalb die Alkoholgruppe in einer SN1-Reaktion durch das Chlorid substituiert werden kann. Dann entsteht tButylchlorid.
Im Fall des n-Propanols: Bei primären Alkoholen ist keine SN1 möglich, weil keine Stabilisierung am primären
Carbokation möglich ist. Mit primären Alkoholen erfolgt die Reaktion sehr langsam, mit HCl conc., Lewis-sauerer
Katalysator (z.B. ZnCl2), das ganze mehrere Stunden erhitzt, dann aber nach dem SN2-Mechanismus.
4.8)
b) Reaktionsgleichungen
- 37 -
c) Mechanismus
Triphenylmethanol geht in con. H2SO4 in Lösung, weil sich ein stabilisiertes Carbokation bildet. Nach Protonierung
der OH-Gruppe spaltet sich Wasser ab, das von der hygroskopischen Schwefelsäure aufgenommen wird und
somit dem Reaktionsgleichgewicht entzogen wird.
Gibt man nun Wasser hinzu, nimmt die Anziehung von Wasser durch die Schwefelsäure ab, freie
Wassermoleküle greifen dann nucleophil das Carbokation an, die Rückreaktion findet also statt und das
Triphenylmethanol fällt weiß aus der Lösung aus.
4.9)
b) Reaktionsgleichungen
- 38 -
c) Mechanismus
Bei der Umsetzung von Thionylchlorid mit t-Butanol entsteht ein Schwefligsäureester, der auf zwei verschiedenen
Wegen weiterreagieren kann.
In Gegenwart von Pyridin würde er von einem Chloridion in einer SN2-Reaktion angegriffen, wobei t-Butylchlorid
unter Inversion der Konfiguration entsteht.
Hier, unter Abwesenheit von Pyridin dagegen läuft eine „innere nucleophile Substitution“ (S Ni) ab, die zum tButylchlorid mit der Ausgangsform führt.
- 39 -
Tag 06 – Nachprotokoll
vom 25.10.2004
4) Nucleophile Substitution am gesättigten C-Atom
4.1)
Mit n-Butylchlorid tritt keine Reaktion auf. Die C-Cl-Bindung ist sehr fest.
Bei n-Butylbromid tritt eine Trübung auf, allerdings langsam. Die C-Br-Bindung ist nicht so stark wie die C-ClBindung, weil Brom schon etwas größer ist als Chlor, weshalb die Orbitalüberlappung nicht so groß ist, wie beim
Chlor, also die C-Br-Bindung dadurch relativ schwächer wird.
Bei n-Butyliodid bildet sich der AgI (↓) sehr schnell. Die C-I-Bindung ist im Vergleich zu den oberen beiden
verhältnismäßig schwach, weil Iod das größte dieser drei Halogene ist und somit die Orbitalüberlappung am
wenigsten gegeben ist, die Bindung also am schwächsten ist.
4.2)
Da das Halogen am Benzolring deaktivierend auf den aromatischen Ring wirkt, erfolgt mit Brombenzol keine
Reaktion.
Mit n-Butylbromid tritt eine langsame SN2-Reaktion ein.
T-Butylbromid reagiert dagegen sehr schnell in einer SN1-Reaktion, weil die positive Ladung des tertiären
Carbokations gut stabilisiert ist.
4.3)
Das in Aceton unlösliche KBr verursacht eine Trübung.
4.4)
Der ermittelte Schmelzpunkt des entstandenen Dibenzylsulfids liegt bei 47°C.
4.5)
Das Chlorid-Salz (Triethylaminbenzylchlorid) fällt nach Erwärmen dreckig gelblich aus.
4.6)
Das Produkt fällt als gelblicher Niederschlag aus.
Nach Ansäuern und Silbernitratzugabe wird das substituierte bzw. eliminierte Br - als AgBr ausgefällt.
Das zugegebene Br2 wird entfärbt, indem es an die gebildete Doppelbindung addiert.
4.7)
Mit n-Propanol ist keine Reaktion zu beobachten, wohingegen sich beim t-Butanol das t-Butylchlorid von der
wässrigen Phase abscheidet.
4.8)
- 40 -
Triphenylmethanol bildet in H2SO4 conc. ein stabilisiertes Carbenium-Ion, geht also in Lösung. Nach Zugabe von
Wasser tritt die Rückreaktion wieder auf und das Triphenylmethanol fällt als weißer Niederschlag aus.
4.9)
Der beobachtete Siedepunkt des entstandenen t-Butylchlorids lag bei ca. 46°C.
100% Ausbeute entsprächen 37,4g. Die Auswaage des Produkts betrug in unserem Fall 3,5g, was einer
Ausbeute von 9,4% entspricht.
- 41 -
Tag 07 (Versuche des Tags 8 in der Anleitung) – Vorprotokoll
für den 26.10.2004
5) Reaktionen der Carbonylgruppe in Aldehyden und Ketonen
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Aceton:
4,14ml
R 11: Leichtentzündlich
R 36: Reizt die Augen
R 66: Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 9-16-26
2,4-Dinitrophenylhydrazin:
7ml
R 5: Beim Erwärmen explosionsfähig
R 11: Leichtentzündlich
R 43: Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich
R 20/21/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung
mit der Haut
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 16
Ethanol:
25ml
R 11: Leichtentzündlich
S 7-16
Ether:
6ml
R 12: Hochentzündlich
R 19: Kann explosionsfähige Peroxide bilden
S 9-16-29-33
Isopropanol:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
R 36: Reizt die Augen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 7-16-24/25-26
Kaliumchromat: 1ml
R 49: Kann Krebs erzeugen beim Einatmen
R 46: Kann vererbbare Schäden verursachen
- 42 -
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
R 43: Sensibilisierung durch Hautkontakt möglich
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
S 53-45-60-61
H2SO4 cc.:
20g
R 34: Verursacht Verätzungen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-30-36-45
Benzaldehyd:
12,5ml
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
S 24
Natriumhydrogensulfit: 2ml
R 31: Entwickelt bei Berührung mit Säure giftige Gase
R 34: Verursacht Verätzungen
S 26-45-36/37/39
Hydroxylaminhydrochlorid: 1ml
R 5: Beim Erwärmen explosionsfähig
R 25: Giftig beim Verschlucken
R 34: Verursacht Verätzungen
R 40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
R 20/21: Gesundheitsschädlich beim Einatmen und bei Berührung mit der Haut
R 42/43: Sensibilisierung durch Einatmen und Hautkontakt möglich
R 48/22: Gesundheitsschädlich: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer
Exposition durch Verschlucken
S 22-24-26-37-45-61
Thymolblau:
(keine Angaben)
Propionaldehyd: 1g
R 11: Leichtentzündlich
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 9-16-26-29
Natriumhydroxid: 5g
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 2-26-37/39
- 43 -
Essigsäureethylester: R 11: Leichtentzündlich
R 36: Reizt die Augen
R 66: Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 16-26-36
AgNO3:
R 34: Verursacht Verätzungen
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung
haben
S 26-45-60-61
Ammoniak:
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 7-26-45
Propanal:
1g
R 11: Leichtentzündlich
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 9-16-29
Acetaldehyddiethylacetal: 1ml
R 11: Leichtentzündlich
R 36/38: Reizt die Augen und die Haut
S 9-16-26-33
Fehling I (CuSO4): 2,5ml
R 52/53: Schädlich für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche
Wirkung haben
S 61
Fehling II (Kaliumnatriumtartrat): 2,5ml
(keine Angaben)
HCl 2N:
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 2-26-45
5.1)
b) Reaktionsgleichungen
- 44 -
c) Mechanismus
Der hier zugrunde liegende Mechanismus ist der der nucleophilen Addition des Hydrogensulfit-Ions am
Aldehyd-C:
5.2a)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Auch hier handelt es sich um eine nucleophile Addition. Das Nucleophil ist hier das 2,4-Diphenylhydrazin, es
entsteht das kräftig gelbe bis orange 2,4-Dinitrophenylhydrazon. Diese Reaktion könnte als Nachweisrektion für
Ketone genutzt werden.
5.2b)
b) Reaktionsgleichungen
- 45 -
c) Mechanismus
Der sekundäre Alkohol wird vom Chromat oxidiert zum Keton. das somit entstandene Aceton reagiert wie im
Versuch 5.2a mit 2,4-Dinitrophenylhydrazin zu Phenylhydrazon.
5.3)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Am Carbonyl-C wird das Ammoniak-Derivat Hydroxylamin-hydrochlorid addiert. Es bildet sich ein Oxim und HCl,
die sauer reagiert:
- 46 -
5.4) Dibenzalaceton durch Aldolkondensation
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Hier handelt es sich um eine gemischte Aldolreaktion. Nach der Enolat-Addition an die Carbonylgruppe erfolgt
Wassereliminierung, woraufhin Banzalaceton entsteht, das dann zu Dibenzalaceton weiterreagiert:
5.5)
b) Reaktionsgleichungen
- 47 -
c) Mechanismus
Bei diesem Versuch (Silberspiegelprobe) handelt es sich um einen spezifischen Nachweis für Aldehyde, weil aus
Silbersalzlösungen in Gegenwart von Aldehyden ein Silberspiegel abgeschieden wird.
Das Silber liegt in wässriger Lösung als Diaminkomplex vor. Das Propanal wird zunächst von OH - nucleophil
angegriffen. Es entsteht nach Deprotonierung Propionsäure, ein Proton und 2 e-, welche das Ag+ zu Ag0
reduzieren, das sich als Silberspiegel am Glas niederschlägt.
Mit Aceton dagegen findet keine Reaktion statt, weil Ketone auf diese Weise nicht oxidiert werden können!
5.6)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Die Fehling-Reaktion ist ein Nachweis für Aldehyde. Alkalische Kupfersulfatlösung bildet mit Kaliumnatriumtartrat
einejn tiefblauen Komplex. Das Cu2+ kann durch das Aldehyd zum roten Cu2O reduziert werden, wobei das
Aldehyd selbst zur Säure oxidiert wird.
„a“: Mit Acetaldehyddiethylacetal geschieht keine Reaktion.
„b“: Nach Säurezugabe wird das Acetal in die Alkohole und das Acetaldehyd gespalten, das somit entstandene
Acetaldehyd kann die genannte Reaktion eingehen!
- 48 -
5.7)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Die Reaktion von Glucose mit Fehling-Reagenz verläuft positiv. Neben der geschlossenen Ringstruktur der
Glucose liegt sie auch in der offenkettigen Aldehydform vor, die dann das Cu 2+ kann zum roten Cu2O reduzieren
kann, wobei das Aldehyd selbst zur Säure oxidiert wird.
Saccharose im Gegensatz zur Glucose liegt als Disaccharid vor, so dass keine offenkettige Aldehydform auftreten
kann und somit auch keine Reaktion mit Fehling auftreten kann.
Durch Säurezugabe wird dann aber die glykosidische Bindung gespalten und es entstehen die Monosaccharide
Glucose und Fructose, die dann bei Ringöffnung als Aldehyde mit Fehling reagieren können.
- 49 -
Tag 07 – Nachprotokoll
vom 26.10.2004
5) Reaktionen der Carbonylgruppe in Aldehyden und Ketonen
5.1)
Nach der Phasentrennung kristallisiert das farblose Na-Salz aus. Diese Reaktion eignet sich gut zur Abtrennung
(Ausfällung) von Aldehyden aus Gemischen.
5.2a)
Aus der orangen Lösung kristallisiert das Phenylhydrazon gelb aus. Die Reaktion wird durch Säurekatalyse
beschleunigt (Protonierung des Carbonyl-O  Carbonyl-C erhält positive Ladung, was den nucleophilen Angriff
erleichtert). Der ermittelte Schmelzpunkt lag bei 92°C.
5.2b)
Die Lösung aus K2CrO4 und Isoprpopanol ist gelb und trüb. Nach Zugabe von H2SO4 wird die Lösung tief grünblau. Mit Hydrazin fallen schließlich gelbe Kristalle, wie in 5.2a aus ( Nachweis der Keto-Gruppe).
Der ermittelte Schmelzpunkt lag bei 100°C.
5.3)
Die Reaktion schlägt von neutral nach sauer (roter Indikator) um, da die entstandene HCl sauer reagiert!
5.4)
Das entstandene Dibenzylaceton ist gelb-kristallin. Nach der ersten Fällung entstehen 16,9g des Produktes, was
einer Ausbeute von 72,17% entspricht. Der ermittelte Schmelzpunkt liegt bei 61°C.
Nach Umkristallisation bleibt eine Ausbeute von 5,8g, was 24,77% entspricht. Das Produkt hat hier einen
Schmelzpunkt von 92°C.
5.5)
Nach Mischen von Silbernitrat, Wasser und Natronlauge bilden sich braune Flocken, die sich aber in Ammoniak
wieder auflösen, da der Silber-Diaminkomplex entsteht. Mit Propanal fällt das reduzierte Silber schmutzig grau
aus, nach Erwärmen im Wasserbad entsteht etwas Silberspiegel; mit Aceton erfolgt keine Reaktion.
5.6)
Das Fehling-Reagenz hat eine tiefblaue Eigenfarbe.
Gibt man es zu Acetaldehyddiacetal, erfolgt keine Reaktion.
Wird das Acetal allerdings zuvor mit HCl erwärmt und dadurch gespalten, kann das somit freigesetzte Aldehyd
das Cu(II) zu Cu(I) reduzieren, das dann als rotes Cu2O ausfällt.
- 50 -
5.7)
Rohrzucker zeigt mit Fehling eigentlich keine Reaktion, weil das Doppelringsystem geschlossen ist. (In unserem
Fall war wohl die Saccharose etwas verunreinigt, weil sich schon eine leichte orangerot-Färbung zeigte, allerdings
keine so deutliche Reaktion wie nach Schwefelsäurebehandlung, s.u..)
Glucose kann in der Aldehydform reagieren, das blaue Fehling-Reagenz färbt sich rotorange.
Spaltet man allerdings den Rohrzucker mit H2SO4 und Erwärmung, kann die somit entstandene Glucose
reagieren.
- 51 -
Tag 08 (Versuche des Tags 9 in der Anleitung) – Vorprotokoll
für den 27.10.2004
5) Reaktionen der Carbonylgruppe in Aldehyden und Ketonen
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
4-Chlorbenzaldehyd: 15g
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 26
KOH:
28g
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-36/37/39-45
Methanol:
40ml
R 11: Leichtentzündlich
R 23/24/25: Giftig beim Einatmen, Verschlucken und bei Berührung mit der Haut
R 39/23/24/25: Giftig: Ernste Gefahr irreversiblen Schadens durch Einatmen, Berührung mit der Haut
und durch Verschlucken
4-Chlorbenzoesäure:
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
Methylenchlorid: 75ml
R 40: Verdacht auf krebserzeugende Wirkung
S 23.2-24/25-36/37
Bicarbonat-Lsg.: 50ml
Natriumsulfat: (keine Angaben)
Hexan:
39ml
R 11: Leichtentzündlich
R 38: Reizt die Haut
R 48/20: Gesundheitsschädlich: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition durch
einatmen
R 51/53: Giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche Wirkung haben
R 62: Kann möglicherweise die Fortpflanzungsfähigkeit beeinträchtigen
- 52 -
R 65: Gesundheitsschädlich: Kann beim Verschlucken Lungenschäden verursachen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 9-16-29-33-36/37-61-62
Aceton:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
R 36: Reizt die Augen
R 66: Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 9-16-26
4-Chlorbenzylalkohol:
HCl cc.:
(keine Angaben)
40ml
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 26-36/37/39-45
5.8) Cannizzaro Reaktion von 4-Chlorbenzaldehyd
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Hier erfolgt eine Disproportionierung eines Aldehyds in Alkohol und Carbonsäure durch Hydrid-Übertragung (H-).
OH- wird an ein Aldehyd nucleophil addiert, von dem Zwischenprodukt wird ein H - auf ein zweites AldehydMolekül übertragen, so dass eine Säure und ein Alkoholat entsteht. (cyclischer Übergangszustand!)
Die Säure steht mit ihrer konjugierten Base, das Alkoholat mit seinem Alkohol im Gleichgewicht.
Der 4-Chlorbenzylalkohol löst sich in der organischen, die 4-Chlorbenzoesäure dagegen löst sich in der
wässrigen Phase.
- 53 -
6) Keto-Enol-Tautomerie
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Ethanol:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
S -16
Aceton:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
R 36: Reizt die Augen
R 66: Wiederholter Kontakt kann zu spröder oder rissiger Haut führen
R 67: Dämpfe können Schläfrigkeit und Benommenheit verursachen
S 9-16-26
Phenol-Lsg.:
1ml
R 24/25: Giftig bei Berührung mit der Haut und beim Verschlucken
R 34: Verursacht Verätzungen
S 28.6-45
Fe(III)-Chlorid-Lsg.:
einige Tropfen
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 38: Reizt die Haut
R 41: Gefahr ernster Augenschäden
S 26-39
Acetessigsäureethylester:
1ml (Ethyl-Acetoacetat)
R 36: Reizt die Augen
S 26
2,4-Dinitrophenylhydrazin-Lsg.: 3ml
R 1: In trockenem Zustand explosionsfähig
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 36/38: Reizt die Augen und die Haut
S 24/25-35
Bromwasser:
einige ml
R 26: Sehr giftig beim Einatmen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 7/9-26
- 54 -
6.1)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Enole können mit Fe3+ farbige Komplexe bilden. Mit Ethanol tritt keine Reaktion auf, weil es als Alkohol keine
Enolform bilden kann. Aceton dagegen ist ein Keton, das auch in der Enolform vorliegen könnte, allerdings liegt
das Gleichgewicht in diesem Fall so weit auf Seiten des Ketons, dass auch hier keine Komplexbildung auftritt.
Phenol dagegen kann aufgrund des aromatischen Rings keine stabile Ketoform bilden und liegt deshalb
zwangsweise vollständig in der Enolform vor, weshalb hier der rotviolette Fe 3+-Komplex entsteht.
6.2.1)
b) Reaktionsgleichungen
- 55 -
c) Mechanismus
Weil Ketone reaktiver sind als Ester, da das Carbokation am Ester-Carbonyl nicht durch +I-Effekte stabilisiert
wird, greift hier das 2,4-Dinitrophenylhydrazin nur am Carbonyl der Keto-Gruppe an.
6.2.2+6.2.4)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Der Acetessigsäureester kann in der Enolform mit Fe3+ einen roten Komplex bilden. Bei Zugabe von Br2 addiert
selbiges an die C-C-Doppelbindung der komplexbildenden Form, woraufhin der Komplex zerfällt. Doch weil
dadurch das Gleichgewicht auf die Seite der Enolform verschoben wurde, entsteht neues Enol, was den Komplex
erneut entstehen lässt.
- 56 -
6.2.3)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Wird zu Acetessigsäureethylester Br2 gegeben, so werden nicht zwei Br-Teilchen an die Doppelbindung addiert,
sondern nur das „Br+“. Im nächsten Schritt wird nämlich das H+ der OH-Gruppe abgespalten, was eigentlich
schneller erfolgt, als der alternative Rückseitenangriff des Br --Teilchens! (Allerdings ist auch eine doppelte BrAddition möglich mit anschließender HBr-Eliminierung.)
Auf jeden Fall verschiebt sich durch die Reaktion des Enols mit Br+ das Gleichgewicht in Richtung Enolform, so
dass Enol nachgebildet wird.
Mit dieser Reaktion von Br2 mit Enol ist der Enolgehalt quantitativ bestimmbar, weil die Additionsreaktion schneller
erfolgt, als aus der Ketoform neues Enol nachgebildet werden kann.
- 57 -
Tag 08 – Nachprotokoll
vom 27.10.2004
5) Reaktionen der Carbonylgruppe in Aldehyden und Ketonen
5.8) Cannizzaro Reaktion von 4-Chlorbenzaldehyd
Der ermittelte Schmelzpunkt des 4-Chlorbenzylalkohol liegt bei 42°C. Die Auswaage betrug 4,8g, was einer
Ausbeute von 63,07% entspricht. (100% wären: 7,61g)
Der ermittelte Schmelzpunkt von 4-Chlorbenzoesäure liegt bei 225°C. Die Auswaage betrug 7,5g, was einer
Ausbeute von 89,5% entspricht. (100% wären: 8,38g)
6) Keto-Enol-Tautomerie
6.1)
Fe3+ reagiert nicht mit Ethanol.
Mit Aceton ist auch keine Reaktion zu beobachten.
Mit Phenol bildet sich schnell der kräftig dunkelblau-violette Komplex.
6.2.1)
Ein gelber Niederschlag entsteht (Hydrazon).
6.2.2)
Ein violettroter Fe3+-Komplex entsteht.
6.2.3)
Der Acetessigsäureethylester entfärbt sich.
6.2.4)
Es erfolgt eine sofortige Entfärbung des violettroten Komplexes und schlagartig wird wieder der violettrote
Komplex nachgebildet.
- 58 -
Tag 09 (Versuche des Tags 10 in der Anleitung) – Vorprotokoll
für den 28.10.2004
7) Reaktionen der Carbonylgruppe in Carbonsäuren und ihren Derivaten
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Benzylchlorid: 1ml, 4ml, 2,3ml, 2ml,
R 45: Kann Krebs erzeugen
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 23: Giftig beim Einatmen
R 37/38: Reizt die Atmungsorgane und die Haut
R 48/22: Gesundheitsschädlich: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition
durch Verschlucken
R 41: Gefahr ernster Augenschäden
S 53-45
Natronlauge:
1ml, o.A., 1ml,
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 45-26-37-39
Ammoniak: 40ml
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 7-26-45
Methanol:
o.A., o.A.
R 11: Leichtentzündlich
S 7-16
Ether:
o.A.
R 12: Hochentzündlich
R 19: Kann explosionsfähige Peroxide bilden
S 9-16-29-33
Phenol:
1,8g
R 34: Verursacht Verätzungen
S 28-45
KOH:
1,1g
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
- 59 -
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-36/37/39-45
NaHCO3:
1g
S 24/25
Benzoesäuremethylester: 3ml, 2ml
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
KOH (methanolisch): 4ml, 8ml
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
HCl (2N):
zum Ansäuern
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 2-26-45
Benzamid: 2 Spatelspitzen
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
Phenolphthalein: o.A.
S 24/25
Benzoesäureanhydrid: 2ml
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 24/25
Benzoesäure:
2 Spatelspitzen
R 22: Gesundheitsschädlich beim Verschlucken
R 36: Reizt die Augen
S 24
Ethanol:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
S 7-16
Schwefelsäure conc.:
3 Tropfen, 10ml
R 34: Verursacht Verätzungen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 26-30-36-45
- 60 -
Essigsäure conc.:
50ml
R 10: Entzündlich
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 23-25-45
Isoamylacetat: R 10: Entzündlich
R 36/37/38: Reizt die Augen, Atmungsorgane und die Haut
S 16-26-36
3-Methyl-1-butanol (Isoamylalkohol): 40ml
R 10: Entzündlich
R 20: Gesundheitsschädlich beim Einatmen
S 24/25
5%ige Natriumbicarbonat-Lsg.:
50ml
S 24/25
NaCl:
(keine Angaben)
Na2SO4:
(keine Angaben)
7.1)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Das Benzoylchlorid wird von Wasser zur Benzoesäure hydrolysiert. So entsteht HCl, die eine sauere Reaktion
zeigt. Benzoesäure selbst ist in Wasser unlöslich. Nach Zugabe von NaOH allerdings bildet sich das lösliche NaBenzoat. Durch erneutes Ansäuern kann wieder die freie Säure gewonnen werden.
- 61 -
7.2)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Benzoylchlorid wird von Ammoniak in Benzamid (,ein Carbonsäureamid,) überführt.
7.3)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Eine Veresterung findet normalerweise zwischen einer Carbonsäure und einem Alkohol statt. Weil aber das
Phenol wegen der Mesomeriestabilisierung meist als Phenolat-Anion und nicht als Phenol vorliegt, kann, da die
OH-Gruppe des Alkohols also nicht als solche vorliegt, auch keine direkte Veresterung stattfinden. Man kann
allerdings einen „Umweg“ über das Säurehalogenid (aus Säure und z.B. Thionylchlorid darstllbar, aber hier ja
schon die Ausgangssubstanz!) machen und dann letzten Endes auch einen Ester erhalten, weil Säurehalogenide
bereitwillig mit den meisten Nucleophilen reagieren.
- 62 -
7.4)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Es handelt sich bei dieser Reaktion um das Gegenteil der Veresterung, nämlich um eine Verseifung. Mit der
methanolischen KOH findet eine Esterspaltung statt, bei der Methanol und K-Benzoat entstehen. Aus K-Benzoat
fällt nach Ansäuern wieder die Benzoesäure aus.
7.5)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Hier handelt es sich um eine Hydrolyse eines Amids. Aus Benzamid und NaOH werden Na-Benzoat und
Ammoniak.
- 63 -
7.6)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Bei den folgenden Reaktionen ist jeweils eine Neutralisation der basischen Lösung zu beobachten, weil durch
Hydrolyse (des Anhydrids und des Benzoylchlorids) die entsprechenden Säuren entstehen und OH - entfernt wird.
Bei der Reaktion von Benzamid entsteht Ammoniak, der alkalisch reagiert.
- 64 -
7.7)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Fette und Öle sind Trigyceride. Längerkettige Carbonsäuren bilden dabei mit dem dreiwertegen Alkohol Glycerin
Triester. Mit der zugegebenen KOH können die Esterbindungen gespalten werden (Verseifung).
Bei Zugabe von Olivenöl kommt es zur Micellenbildung und dadurch zur Lösung des Olivenöls im Wasser. Die
hydrophilen Kopfgruppen sind nach außen gerichtet, da sie vom Wasser solvatisiert werden. Die hydrophoben
Alkylketten der Säuren ragen nach innen, zum ebenfalls hydrophoben Olivenöltröpfchen.
7.8)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Hier handelt es sich um eine säurekatalysierte direkte Veresterung von Benzoesäure mit Ethanol. Da die
Schwefelsäure so stark hygroskopisch ist, ist keine Rückbildung der Edukte möglich, weil das Gleichgewicht weit
auf die Seite des Esters verschoben wird.
Ohne Schwefelsäure ist hier keine Reaktion möglich.
- 65 -
7.9)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Bei der Synthese von Isoamylacetat wird Essigsäure mit 3-Methyl-1-butanol verestert:
- 66 -
8) Säuren und Basen in der Organischen Chemie
a) Edukte und Produkte mit verwendeten Mengen und zugehörigen R- und S- Sätzen
Phenolphthalein:
2 Tropfen
S 24/25
Natronlauge: 4 Tropfen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 45-26-37-39
Ethanol:
1ml
R 11: Leichtentzündlich
S 7-16
Phenol:
1ml 1M wässrige Lösung
R 24/25: Giftig bei Berührung mit der Haut und beim Verschlucken
R 34: Verursacht Verätzungen
S 28.6-45
Essigsäure: o.A.
R 10: Entzündlich
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
S 23-25-45
Chloressigsäure: o.A.
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
R 25: Giftig beim Verschlucken
R 34: Verursacht Verätzungen
S 37-45-61-23
Trichloressigsäure: o.A.
R 35: Verursacht schwere verätzungen
R 50/53: Sehr giftig für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche
Wirkung haben
S 26-36/37/39-45-60-61
Trifluoressigsäure: o.A.
R 20: Gesundheitsschädlich beim Einatmen
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
R 52/53: Schädlich für Wasserorganismen, kann in Gewässern längerfristig schädliche
Wirkung haben
- 67 -
S 9-26-27-45-28-61
Diethylamin:
2ml
R 20/21/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und Berührung mit der Haut
R 35: Verursacht schwere Verätzungen
R 11: Leichtentzündlich
S 36/37/39-45-26-29-3-16
Anilin: 2ml
R 48/23/24/25: Giftig: Gefahr ernster Gesundheitsschäden bei längerer Exposition durch Einatmen,
Berührung mit der Haut und durch Verschlucken
R 50: Sehr giftig für Wasserorganismen
R 20/21/22: Gesundheitsschädlich beim Einatmen, Verschlucken und Berührung mit der Haut
R 46: Kann vererbbare Schäden verursachen
S 45-61-28-36/37
Acetamid: 2ml
R 40: Irreversibler Schaden möglich
S 36/37
HCl: drei Tropfen
R 34: Verursacht Verätzungen
R 37: Reizt die Atmungsorgane
S 2-26-45
Aminoessigsäure-Lösung:
S 24/25
8.1)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Weil Phenol wesentlich leichter deprotoniert wird, weil wiederum das Phenolat resonanzstabilisiert ist, wirkt
Phenol stärker sauer als Ethanol.
Phenol hat einen pKS=10, Ethanol als schwache Säure nur einen pKS=15,9.
- 68 -
8.2)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Der (-)I-Effekt der Halogene polarisiert die O-H-Bindung der Säure stärker, das Proton kann somit leichter
abgegeben werden. Dazu kommt, dass im daraus resultierenden Anion die negative Ladung durch diesen (-)IEffekt stabilisiert wird. Je mehr Halogenatome substituiert sind, desto stärker ist wiederum die Säure, weil sich der
(-)I-Effekt verstärkt. Trifluoressigsäure ist hier die stärkste Säure, da Fluor als elektronegativstes Element auch
den stärksten (-)I-Effekt erzeugt.
8.3)
b) Reaktionsgleichungen
- 69 -
c) Mechanismus
Alle drei Stoffe zeigen eine basische Reaktion.
Beim Diethylamin ist das NH2+ durch den (+)I-Effekt der Ethylgruppen gut stabilisiert. Es handelt sich hier daher
um eine starke Base. Durch das freie Elektronenpaar der Base ist es möglich, ein H + anzulagern:
Beim Anilin steht das freie Elektronenpaar in Wechselwirkung mit dem Benzolring, es kann in mesomeren
Grenzstrukturen delokalisiert werden. Aus diesem Grund steht es nicht vollständig zur Protonierung zur
Verfügung. Dazu kommt, dass das nach der Protonierung entstehende Kation nur schlecht stabilisiert ist:
Acetamid ist eine schwache Base. Der Sauerstoff übt einen (-)I-Effekt aus und durch Mesomeriestabilisierung tritt
ein positiv geladener Stickstoff auf, der also schlecht zu protonieren ist:
8.4)
b) Reaktionsgleichungen
c) Mechanismus
Aminosäuren sind amphoter, sie können sich also als Säure, wie auch als Base verhalten; am isoelektrischen
Punkt, der von Aminosäure zu Aminosäure variieren kann, liegt die Aminosäure als Zwitterion vor. In diesem
Zustand wirken sie sowohl als Protonenakzeptor als auch -donator. Nach außen hin reagieren sie neutral.
- 70 -
Tag 09 – Nachprotokoll
vom 28.10.2004
7) Reaktionen der Carbonylgruppe in Carbonsäuren und ihren Derivaten
7.1)
Das Indikatorpapier färbt sich rot.
Der Niederschlag (Benzoesäure) löst sich nicht in Wasser, nach Zugabe von NaOH allerdings schon.
7.2)
Der ermittelte Schmelzpunkt des Benzamids liegt bei 126°C.
7.3)
Der ermittelte Schmelzpunkt des entstandenen Benzoesäurephenylester liegt bei 66°C.
7.4)
Der ermittelte Schmelzpunkt der entstandenen Benzoesäure liegt bei 108°C.
7.5)
Es entsteht NH3 und Na-Benzoat, das Indikatorpapier färbt sich blau.
7.6)
Zeitdauer bis zum Umschlagen des Indikators nach farblos:
Benzoylchlorid: nach Umschütteln
Benzoesäureanhydrid: sofort
Benzoesäuremethylester: kristalliner, pinker Brei, keine Enfärbung
Im Waserbad; Zeitdauer bis zur Entfärbung des Indikators:
Benzoesäuremethylester: relativ schnell
Benzamin-Lösung: langsam
7.7)
Ohne Zusatz des erhaltenen Niederschlags erfolgt nach Umschütteln erneute Phasentrennung, die Öltröpfchen
schwimmen auf der Lösung.
Mit Zusatz des erhaltenen Niederschlags kommt es unter Micellenbildung zur Lösung des Olivenöls im Wasser.
7.8)
Ohne Schwefelsäure tritt kein Geruch des Benzoesäureethylesters auf.
7.9)
Der ermittelte Siedepunkt des entstandenen Isoamylacetat liegt bei 50°C.
- 71 -
8) Säuren und Basen in der Organischen Chemie
8.1)
Nach Ethanol-Zugabe: kein Farbumschlag
Nach Phenol-Zugabe: Entfärbung, da Phenol acid
8.2)
Essigsäure: pH~2
Chloressigsäure: pH~1,5
Trichloressigsäure: pH~0,5
Trifluoressigsäure: pH~0
8.3)
Diethylamin:
+ 1 Tropfen HCl verd.: grün, nach Säurezugabe rot
Anilin:
+ 1 Tropfen HCl verd.: grün, nach Säurezugabe rot
Acetamid:
+ 1 Tropfen HCl verd.: grün, nach Säurezugabe rot
8.4)
Der pH der wässrigen Aminoessigsäure-Lösung beträgt: ca. 5
- 72 -