Inhaltsverzeichnis

Vorwort
XXIII
TEIL I
Eine Einführung in das Studium der Organischen Chemie
1
Kapitel 1
Kapitel 2
Elektronenstruktur und Bindung • Säuren und Basen
Organische Verbindungen: Nomenklatur, physikalische Eigenschaften und
die Darstellung von Strukturen
3
TEIL II
Kapitel 3
Kapitel 4
Kapitel 5
Kapitel 6
Kapitel 7
Elektrophile Additionsreaktionen, Stereochemie und
Elektronendelokalisation
69
117
Alkene - Struktur, Nomenklatur, Reaktivität • Thermodynamik und Kinetik
Die Reaktionen der Alkene
Stereochemie - Anordnung von Atomen im Raum und die Stereochemie von
Additionsreaktionen
Reaktionen der Alkine • Einführung in die Mehrstufensynthese
Delokalisierte Elektronen und ihre Effekte auf Stabilität, Reaktivität und p.Ks-VVert •
Mehr zur Molekülorbitaltheorie
121
153
189
237
263
TEIL IM
Substitutionen und Eliminierungen
313
Kapitel 8
Kapitel 9
317
Kapitel 11
Substitutionsreaktionen der Halogenalkane
Eliminierungsreaktionen von Halogenalkanen • Konkurrenz zwischen Substitution
und Eliminierung
Reaktionen der Alkohole, Amine, Ether, Epoxide und schwefelhaltigen
Verbindungen • Organometallverbindungen
Radikale • Reaktionen der Alkane
TEIL IV
Die Identifizierung organischer Verbindungen
471
Kapitel 12
Kapitel 13
Massenspektrometrie, Infrarotspektroskopie und Ultraviolett-visuelle Spektroskopie
NMR-Spektroskopie
473
525
TEIL V
Aromatische Verbindungen
58i
Kapitel 14
Kapitel 15
Aromatizität • Reaktionen des Benzols
Reaktionen substituierter Benzole
583
617
TEIL VI
Carbonylverbindungen
655
Kapitel 16
Kapitel 17
Carbonylverbindungen I — Die nucleophile Acylsubstitution
Carbonylverbindungen II — Reaktionen der Aldehyde, Ketone, Carbonsäurederivate
und c, ^-ungesättigten Carbonylverbindungen
Carbonylverbindungen HI - Reaktionen am or-Kohlenstoffatom
Kapitel 10
Kapitel 18
Bibliografische Informationen
http://d-nb.info/1010721011
digitalisiert durch
363
397
441
657
717
769
TEIL VII
Weiteres zu den Themen Redoxreaktionen und Amine
817
Kapitel 19
Kapitel 20
Weiteres zu Redoxreaktionen
Weiteres zu den Aminen • Heterozyklische Verbindungen
819
847
TEIL VIII
Bioorganische Verbindungen
877
Kapitel 21
Kapitel 22
Kapitel 23
Kapitel 24
Kapitel 25
Kapitel 26
Kapitel 27
Kohlenhydrate
Aminosäuren, Peptide und Proteine
Katalyse
Reaktionsmechanismen der Coenzyme
Stoffwechselchemie
Lipide
Nucleoside, Nucleotide und Nucleinsäuren
Index
881
921
967
1003
1045
1073
1105
1143
Bonus-Kapitel
TEIL IX
Spezielle Themen der Organischen Chemie
Kapitel 28
Kapitel 29
Kapitel 30
Synthetische Polymere
Perizyklische Reaktionen
Organische Wirkstoffchemie — Entdeckung und Entwicklung
Anhang
I
3
41
77
Vorwort
Teil I
xxiii
Eine Einführung in das Studium der Organischen Chemie
i
Kapitel 1 Elektronenstruktur und Bindung • Säuren und Basen
3
CHEMIE UND LEBEN Natürlich vs. synthetisch
5
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
1.10
1.11
Die Struktur eines Atoms
Die Elektronenverteilung in einem Atom
Ionenbindung und kovalente Bindung
Die Darstellung von Strukturen
Atomorbitale
Einführung in die Molekülorbitaltheorie
Bindung in Methan und Ethan: Einfachbindungen
Bindung im Ethen: Doppelbindung
Bindung im Ethin: Dreifachbindung
Bindung im Methylkation, im Methylradikal und im Methylanion
Bindung im Wassermolekül
6
7
10
16
21
24
30
34
36
38
40
CHEMIE UND LEBEN Wasser - eine einzigartige chemische Verbindung
41
1.12
1.13
1.14
41
42
1.15
1.16
1.17
1.18
1.19
1.20
1.21
1.22
1.23
1.24
1.25
Bindung im Ammoniakmolekül und im Ammoniumion
Bindung der Halogenwasserstoffe
Zusammenfassung: Orbitalhybridisierung, Bindungslängen, Bindungsstärken
und Bindungs winkel
Dipolmomente von Molekülen
Einführung in die Säure-Base-Theorie
püT s undpH
Organische Säuren und Basen
Vorhersage des Resultats von Protonenübertragungsreaktionen
Der Einfluss der Struktur auf die Säurekonstante pKs
Der Einfluss von Substituenten auf die Säurestärke
Einführung in die Elektronendelokalisation
Zusammenfassung der Faktoren, die die Säurestärke bestimmen
Der Effekt des pH-Wertes auf die Struktur organischer Verbindungen
Pufferlösungen
43
45
46
48
50
52
53
56
58
60
61
64
CHEMIE UND LEBEN Blut: Eine gepufferte Lösung
64
1.26
Lewis-Säuren und Lewis-Basen
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
65
66
67
Kapitel 2 Organische Verbindungen: Nomenklatur, physikalische
Eigenschaften und die Darstellung von Strukturen
69
2.1
2.2
2.3
2.4
74
77
81
83
Nomenklatur
Nomenklatur
Nomenklatur
Nomenklatur
der Alkylradikale
der Alkane
der Cycloalkane/Gerüstformeln
der Halogenalkane
2.5
2.6
2.7
Nomenklatur der Ether
Nomenklatur der Alkohole
Nomenklatur der Amine
CHEMIE UND LEBEN Übel riechende Verbindungen
2.8
2.9
2.10
2.11
Strukturen der Halogenalkane, Alkohole, Ether und Amine
Physikalische Eigenschaften der Alkane, Halogenalkane, Alkohole, Ether und Amine
Rotation um Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
Cycloalkane: Ringspannung
84
84
86
88
88
90
98
102
CHEMIE UND LEBEN Von Baeyer und die Barbitursäure
104
2.12
Konformationen der Cyclohexane
2.13
Konformationen monosubstituierter Cyclohexane
2.14
Konformationen zweifach substituierter Cyclohexane
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
104
108
110
113
115
Teil II
Elektrophile Additionsreaktionen, Stereochemie und
Elektronendelokalisation
117
Kapitel 3 Alkene - Struktur, Nomenklatur, Reaktivität •
Thermodynamik und Kinetik
121
3.1
3.2
3.3
3.4
Summenformeln und der ungesättigte Charakter
Nomenklatur der Alkene
Die Struktur der Alkene
Cis/irans-Isomerie
123
124
126
127
CHEMIE UND LEBEN C/s/frans-Interkonversion beim Sehvorgang
129
3.5
Die E/Z-Nomenklatur
3.6
Wie Alkene reagieren • Gekrümmte Pfeile
3.7
Thermodynamik und Kinetik
3.8
Reaktionskoordinatendiagramm für die Addition von HBr an 2-Buten
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
130
133
137
148
151
152
Kapitel 4
Die Reaktionen der Alkene
153
4.1
4.2
4.3
4.4
4.5
4.6
4.7
4.8
4.9
4.10
4.11
Die Addition von Halogenwasserstoffen an Alkene
Die Stabilität von Carbokationen
Die Struktur des Übergangszustandes
Die Regioselektivität der elektrophilen Addition
Die Addition von Wasser und die Addition von Alkoholen
Die Umlagerung von Carbokationen
Die Addition von Halogenen
Die Oxymerkurierung-Reduktion und die Alkoxymerkurierung-Reduktion
Die Addition einer Peroxycarbonsäure
Die Addition von Boran: Die Hydroborierung-Oxidation
Die Addition von Wasserstoff • Die relativen Stabilitäten der Alkene
155
156
158
160
163
166
169
172
174
176
180
CHEMIE UND LEBEN Transfettsäuren
4.12
Reaktionen und Synthesen
CHEMIE UND LEBEN Natürliche und synthetische Pestizide
183
184
185
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
186
187
188
Kapitel 5 Stereochemie - Anordnung von Atomen im Raum und
die Stereochemie von Additionsreaktionen
189
5.1
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
5.10
5.11
5.12
5.13
5.14
5.15
5.16
5.17
5.18
5.19
5.20
5.21
Cis/ frans-Isomere
Chiralität
Asymmetrisch substituierte Kohlenstoffatome
Isomere mit einem asymmetrisch substituierten Kohlenstoffatom
Asymmetrisch substituierte Kohlenstoffatome und Stereozentren
Das Zeichnen von Enantiomeren
Die Benennung von Enantiomeren: Das R, S-System
Optische Aktivität
Die Messung einer spezifischen Drehung
Enantiomerenüberschuss
Isomere mit mehr als einem asymmetrisch substituierten Kohlenstoffatom
Mesoverbindungen
Nomenklatur für Isomere mit mehr als einem asymmetrisch
substituierten Kohlenstoffatom
Reaktionen von Verbindungen mit einem asymmetrisch
substituierten Kohlenstoffatom
Die absolute Konfiguration des (+)-Glycerinaldehyds
Die Trennung von Enantiomeren
Stickstoff- und Phosphorchiralitätszentren
Stereochemie von Reaktionen: Regioselektive, stereoselektive und
stereospezifische Reaktionen
Die Stereochemie der elektrophilen Addition an Alkene
Der stereochemische Verlauf enzymkatalysierter Reaktionen
Die Unterscheidung von Enantiomeren durch biologische Moleküle
191
191
192
193
194
194
195
200
202
203
204
208
211
215
216
217
219
220
221
230
231
CHEMIE UND LEBEN Die Enantiomere des Thalidomids
CHEMIE UND LEBEN Chirale Medikamentenwirkstoffe
234
234
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
235
236
Kapitel 6 Reaktionen der Aikine • Einführung in die Mehrstufensynthese
237
6.1
6.2
239
240
Nomenklatur der Alkine
Die Benennung von Verbindungen mit mehr als einer funktionellen Gruppe
CHEMIE UND LEBEN Woher weiß eine Bananenschnecke, was sie fressen soll?
242
6.3
6.4
6.5
6.6
6.7
6.8
6.9
6.10
242
242
244
245
248
250
251
253
Die physikalischen Eigenschaften ungesättigter Kohlenwasserstoffe
Die Struktur der Alkine
Wie Alkine reagieren
Addition von Halogenwasserstoffen und von Halogenen an Alkine
Addition von Wasser an Alkine
Addition von Borwasserstoff an Alkine: Hydroborierung-Oxidation
Addition von Wasserstoff
Azidität eines an ein sp-hybridisiertes Kohlenstoffatom gebundenen Wasserstoffatoms
6.11
Synthesen mit Acetylidionen
6.12
Syntheseplanung I: Einführung in die Mehrstufensynthese
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
Kapitel 7
Delokalisierte Elektronen und ihre Effekte auf Stabilität, Reaktivität
und pKs-Wert • Mehr zur Molekülorbitaltheorie
255
256
261
262
262
263
7.1
Delokalisierte Elektronen im Benzol
7.2
Die Bindung im Benzohnolekül
7.3
Mesomere Grenzformeln und der mesomere Zustand
7.4
Das Zeichnen mesomerer Grenzformeln
7.5
Die vorhergesagten Stabilitäten von mesomeren Grenzformeln
7.6
Delokalisationsenergie
7.7
Beispiele für die Wirkung delokalisierter Elektronen auf die Stabilität
7.8
Eine molekülorbitaltheoretische Beschreibung der Stabilität
7.9
Der Effekt der Elektronendelokalisation auf den pJCs-Wert
7.10
Der Effekt der Elektronendelokalisation auf das Produkt einer Reaktion
7.11
Thermodynamische vs. kinetische Kontrolle von chemischen Reaktionen
7.12
Die Diels-Alder-Reaktion
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
265
267
268
2 70
273
275
277
281
287
291
296
301
310
311
312
Teil III
Substitutionen und Eliminierungen
313
Kapitel 8
Substitutionsreaktionen der Halogenalkane
317
CHEMIE UND LEBEN „Überlebensverbindungen"
319
8.1
8.2
8.3
8.4
320
321
327
333
Reaktionen der Halogenalkane
Der Mechanismus der SN2-Reaktion
Faktoren, die die SN2-Reaktion beeinflussen
Die Reversibilität der SN2-Reaktion
CHEMIE UND LEBEN Warum Kohlenstoff und nicht Silizium?
335
8.5
8.6
8.7
8.8
8.9
8.10
337
340
342
344
347
350
Der Mechanismus der S^jl-Reaktion
Faktoren, die die SN1-Reaktion beeinflussen
Weiteres zum stereochemischen Verlauf von Spj2- und S^l-Reaktionen
Benzylhalogenide, Allylhalogenide, Vinylhalogenide und Arylhalogenide
Konkurrenz zwischen SN2- und SN1-Reaktionen
Die Rolle des Lösungsmittels in SN2-und SN1-Reaktionen
CHEMIE UND LEBEN Umweltanpassung
354
8.11
8.12
Intermolekulare vs. intramolekulare Reaktionen
Biochemische Methylierungsreagenzien
357
358
CHEMIE UND LEBEN Termitenbekämpfung
CHEMIE UND LEBEN S-Adenosylmethionin: Ein natürliches Antidepressivum?
359
360
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
361
362
362
Kapitel 9
Eliminierungsreaktionen der Halogenalkane • Konkurrenz zwischen
Substitution und Eliminierung
363
CHEMIE UND LEBEN Die Untersuchung natürlich vorkommender Organohalogenverbindungen
364
9.1
Die E2-Reaktion
9.2
Die Regioselektivität der E2-Reaktion
9.3
Die El-Reaktion
9.4
Konkurrenz zwischen E2- und El-Reaktionen
9.5
Der stereochemische Verlauf der E2- und El-Reaktionen
9.6
Eliminierung aus zyklischen Verbindungen
9.7
Der kinetische Isotopeneffekt
9.8
Konkurrenz zwischen Substitution und Eliminierung
9.9
Substitution und Eliminierung in der Synthese
9.10
Konsekutive E2-Eliminierungen
9.11
Syntheseplanung II: Annäherung an das Problem
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
365
366
372
375
376
381
384
385
390
392
393
395
396
396
Kapitel 10 Reaktionen der Alkohole, Amine, Ether, Epoxide und
schwefelhaltigen Verbindungen • Organometallverbindungen
397
10.1
Nucleophile Substitution an Alkoholen: Halogenalkanbildung
399
CHEMIE UND LEBEN Kornbrand und Holzgeist
402
10.2
10.3
10.4
10.5
402
404
406
412
Andere Methoden der Überführung von Alkoholen in Halogenalkane
Überführung von Alkoholen in Sulfonsäureester
Eliminierungsreaktionen von Alkoholen: Dehydratisierung
Die Oxidation von Alkoholen
CHEMIE UND LEBEN Der Blutalkoholgehalt
10.6
Amine — Die gebräuchlichsten organischen Basen
412
413
CHEMIE UND LEBEN Alkaloide
414
10.7
415
Nucleophile Substitutionen der Ether
CHEMIE UND LEBEN Anästhetika
417
10.8
10.9
418
421
Nucleophile Substitutionen von Epoxiden
Arenoxide
CHEMIE UND LEBEN Kaminkehrer und Krebs
425
10.10
425
Kronenether
CHEMIE UND LEBEN Ein ionophores Antibiotikum
427
10.11
Thiole, Thioether und Sulfoniumsalze
10.12
Organometallverbindungen
10.13
Kupplungsreaktionen
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
427
429
433
437
438
440
K a p i t e l n Radikale • Reaktionen der Alkane
441
11.1
11.2
11.3
444
444
446
Alkane: Unreaktive Verbindungen
Chlorierung und Bromierung der Alkane
Radikalstabilität
11.4
11.5
11.6
11.7
11.8
11.9
11.10
Produktverteilung
DasReaktivitäts-/Selektivitäts-Prinzip
Radikaladdition an Alkene
Der stereochemische Verlauf radikalischer Substitutionen und Additionen
Radikalische Substitution von Benzyl- und Allylwasserstoffatomen
Syntheseplanung III: Zusätzliche Praxis in der Mehrstufensynthese
Radikalische Reaktionen in biologischen Systemen
447
450
453
456
458
461
462
CHEMIE UND LEBEN Entkoffeinierter Kaffee und die Angst vor Krebs
463
11.11
465
Radikale und das stratosphärische Ozon
CHEMIE UND LEBEN Künstliches Blut
466
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
468
469
469
Teil IV
471
Die Identifizierung organischer Verbindungen
Kapitel 12 Massenspektrometrie, Infrarotspektroskopie und
Ultraviolett-visuelle Spektroskopie
473
12.1
12.2
12.3
12.4
12.5
475
478
481
482
483
Massenspektrometrie
Das Massenspektrum • Fragmentierungen
Isotope in der Massenspektrometrie
Die Bestimmung von Summenformeln: Hochauflösende Massenspektrometrie
Fragmentierung an funktionellen Gruppen
CHEMIE UND LEBEN Massenspektrometrie in der Forensik
486
12.6
12.7
12.8
12.9
12.10
12.11
12.12
12.13
12.14
12.15
12.16
Spektroskopie und das elektromagnetische Spektrum
Infrarotspektroskopie
Charakteristische IR-Absorptionsbanden
Die Intensität von Absorptionsbanden
Die Lage von Absorptionsbanden
Mesomerie und induktive Elektroneneffekte
Die Form von Absorptionsbanden
Das Fehlen von Absorptionsbanden
Schwingungen, die infrarot-inaktiv sind
Die Analyse von Infrarotspektren
Ultraviolett- und visuelle Spektroskopie
489
491
495
496
497
498
506
507
507
509
512
CHEMIE UND LEBEN Ultraviolette Strahlung und Sonnenschutzmittel
513
12.17
12.18
12.19
514
515
517
Das Lambert-Beer'sche Gesetz
Der Effekt der Konjugation auf Amax
Das sichtbare Spektrum und das Phänomen der Farbigkeit
CHEMIE UND LEBEN Anthocyane: Eine farbenfrohe Verbindungsklasse
519
12.20
Anwendungen der UV/Vis-Spektroskopie
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
520
522
523
Kapitel 13 NMR-Spektroskopie
525
13.1
Einführung in die NMR-Spektroskopie
13.2
Fourier-Transformations-NMR
13.3
Abschirmung
13.4
Die Zahl der Signale im aH-NMR-Spektrum
13.5
Chemische Verschiebung
13.6
Die relativen Lagen der aH-NMR-Signale
13.7
Charakteristische Werte der chemischen Verschiebung
13.8
Diamagnetische Anisotropie
13.9
Die Integration von NMR-Signalen
13.10
DieN+1-Regel
13.11
Weitere Beispiele für 1H-NMR-Spektren
13.12
Kopplungskonstanten
13.13
Aufspaltungsdiagramme
13.14
Diastereotope Wasserstoffatome
13.15
Zeitabhängigkeit der NMR-Spektroskopie
13.16
An Sauerstoff und Stickstoff gebundene Protonen
13.17
Die Verwendung von Deuterium in der aH-NMR-Spektroskopie
13.18
Die Auflösung von 1H-NMR-Spektren
13
13.19
C-NMR-Spektroskopie
13.20
DEPT-13C-NMR-Spektren
13.21
Zweidimensionale NMR-Spektroskopie
13.22
Magnetresonanzbildgebung: Der Einsatz der NMR in der Medizin
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
526
529
530
532
534
535
536
538
540
541
547
552
555
558
559
561
563
564
566
572
572
576
578
579
Teil V
Aromatische Verbindungen
sei
Kapitel 14 Aromatizität • Reaktionen des Benzols
583
14.1
14.2
14.3
585
586
587
Stabilität aromatischer Verbindungen
Die beiden Kriterien für Aromatizität
Anwendung der Aromatizitätskriterien
CHEMIE UND LEBEN Fullerene und AIDS-Therapie
588
14.4
14.5
14.6
14.7
590
591
593
14.8
Aromatische Heterozyklen
Einige chemische Folgen der Aromatizität
Der antiaromatische Charakter
Eine molekülorbitaltheoretische Beschreibung des aromatischen und
des antiaromatischen Zustandes
Nomenklatur der monosubstituierten Benzole
594
595
CHEMIE UND LEBEN Die Giftigkeit des Benzols
595
14.9
14.10
14.11
596
598
599
Wie Benzol reagiert
Der allgemeine Mechanismus der elektrophilen aromatischen Substitution
Halogenierung des Benzols
CHEMIE UND LEBEN Thyroxin
599
14.12
14.13
14.14
600
601
603
Nitrierung des Benzols
Sulfonierung des Benzols
Friedel-Crafts-Acylierung des Benzols
14.15
Friedel-Crafts-Alkylierung des Benzols
604
CHEMIE UND LEBEN Carbokationen in statu nascendi
606
14.16
Alkylierung des Benzols durch Acylierung-Reduktion
14.17
Der Einsatz von Kupplungsreaktionen zur Alkylierung von Benzol
14.18
Verschiedene Methoden zur Durchführung von Reaktionen
14.19
Chemische Veränderung von Substituenten an einem Benzolring
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
606
607
608
609
613
614
616
Kapitel 15 Reaktionen substituierter Benzole
617
15.1
15.2
15.3
15.4
15.5
15.6
15.7
15.8
15.9
15.10
15.11
620
622
627
632
633
634
636
638
639
642
644
Die Nomenklatur di- und polysubstituierter Benzole
Reaktivität eines Benzolrings
Der Effekt von Substituenten auf die Orientierung
Der Effekt von Substituenten auf den piCs-Wert
Das ortho/para-Verhältnis
Weitere Betrachtungen zu den Substituenteneffekten
Syntheseplanung IV: Die Synthese mono- und disubstituierter Benzolderivate
Die Synthese trisubstituierter Benzole
Die Synthese substituierter Benzole mit Arendiazoniumsalzen
Das Arendiazoniumion als Elektrophil
Mechanismus der Reaktion von Aminen mit salpetriger Säure
CHEMIE UND LEBEN Nitrosamine und Krebs
646
15.12
15.13
Nucleophile aromatische Substitution: Ein Additions-Eliminierungs-Mechanismus ..
Nucleophile aromatische Substitution: Ein Eliminierungs-Additions-Mechanismus,
der über eine Benz-in-Zwischenstufe verläuft
15.14
Polyzyklische benzoide Kohlenwasserstoffe
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
646
Teil VI
655
Carbonylverbindungen
648
650
652
653
654
Kapitel 16 Carbonylverbindungen I - Die nucleophile Acylsubstitution
657
16.1
16.2
16.3
16.4
659
665
666
667
Die Nomenklatur der Carbonsäuren und Carbonsäurederivate
Strukturen der Carbonsäuren und Carbonsäurederivate
Physikalische Eigenschaften von Carbonylverbindungen
Natürlich vorkommende Carbonsäuren und Carbonsäurederivate
CHEMIE UND LEBEN Dalmatiner: Der hohe Preis für schwarze Flecken auf weißem Grund
CHEMIE UND LEBEN Die Entdeckung des Penicillins
669
669
16.5
16.6
16.7
16.8
16.9
16.10
670
673
675
676
679
680
Wie Klasse-I-Carbonylverbindungen reagieren
Relative Reaktivitäten der Carbonsäuren und Carbonsäurederivate
Allgemeiner Mechanismus der nucleophilen Acylsubstitution
Reaktionen der Säurehalogenide
Reaktionen der Säureanhydride
Reaktionen der Ester
CHEMIE UND LEBEN Acetylsalicylsäure (ASS; Aspirin)
681
16.11
16.12
16.13
16.14
Säurekatalysierte Esterhydrolyse und Umesterung
Hydroxidionenvermittelte Esterhydrolyse
Wie der Reaktionsmechanismus der nucleophilen Acylsubstitution bestätigt wurde..
Seifen, Detergenzien und Micellen
683
687
689
691
CHEMIE UND LEBEN Seifenherstellung
693
16.15
16.16
694
695
Reaktionen der Carbonsäuren
Reaktionen der Amide
CHEMIE UND LEBEN Ein natürliches Schlafmittel
16.17
Die Hydrolyse von Amiden
697
698
CHEMIE UND LEBEN Penicillin und Wirkstoffresistenz
CHEMIE UND LEBEN Penicilline im klinischen Einsatz
699
699
16.18
16.19
16.20
16.21
16.22
16.23
700
701
702
704
706
710
Die Hydrolyse eines Imids: Ein Weg zur Synthese primärer Amine
Die Hydrolyse von Nitrilen
Syntheseplanung V: Die Synthese zyklischer Verbindungen
Wie Chemiker Carbonsäuren aktivieren
Wie lebende Zellen Carbonsäuren aktivieren
Dicarbonsäuren und ihre Derivate
CHEMIE UND LEBEN Sich auf lösendes Nahtmaterial
710
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
712
713
716
Kapitel 17 Carbonylverbindungen II - Reaktionen der Aldehyde, Ketone,
Carbonsäurederivate und «.^-ungesättigten Carbonylverbindungen
717
17.1
719
Nomenklatur der Aldehyde und Ketone
CHEMIE UND LEBEN Butandion - eine unangenehme Verbindung
721
17.2
17.3
17.4
17.5
17.6
17.7
17.8
17.9
17.10
17.11
17.12
17.13
722
724
725
728
729
733
735
741
744
746
748
749
Relative Reaktivitäten der Carbonylverbindungen
Wie Aldehyde und Ketone reagieren
Reaktionen der Carbonylverbindungen mit Grignard-Reagenzien
Reaktionen der Carbonylverbindungen mit Acetylidionen
Reaktionen der Carbonylverbindungen mit Hydridionen
Reaktionen der Aldehyde und Ketone mit Cyanwasserstoff (Blausäure)
Reaktionen der Aldehyde und Ketone mit Aminen und Aminderivaten
Reaktionen der Aldehyde und Ketone mit Wasser
Reaktionen der Aldehyde und Ketone mit Alkoholen
Schutzgruppen
Addition von Schwefelnucleophilen
Die Wittig-Reaktion zur Darstellung von Alkenen
CHEMIE UND LEBEN ^-Carotin
751
17.14
Stereochemischer Verlauf der nucleophilen Addition: Re- und Si-Seiten
17.15
Syntheseplanung VT: Bindungstrennungen, Synthone und Syntheseäquivalente
17.16
Nucleophile Addition an «.^-ungesättigte Aldehyde und Ketone
17.17
Nucleophile Addition an or,/3-ungesättigte Carbonsäurederivate
17.18
Enzymkatalysierte Addition an a, ^ungesättigte Carbonylverbindungen
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
752
754
756
760
761
762
763
767
Kapitel 18 Carbonylverbindungen III - Reaktionen am «-Kohlenstoffatom
769
18.1
Azidität von a-Wasserstoffatomen
18.2
Keto-Enol-Tautomerie
18.3
Enolisierung
18.4
Wie Enole und Enolationen reagieren
18.5
Halogenierung des a-Kohlenstoffatoms von Aldehyden und Ketonen
18.6
Die Hell-Volhard-Zelinsky-Reaktion
18.7
a-Halogenierte Carbonylverbindungen in der Synthese
18.8
Die Verwendung von LDA zur Bildung von Enolaten
18.9
Alkylierung des a-Kohlenstoffatoms von Carbonylverbindungen
18.10
Alkylierung und Acylierung des or-Kohlenstoffatoms über Enaminzwischenstufen
18.11
Die Michael-Addition
18.12
Die Aldoladdition
18.13
Die Bildung a,^-ungesättigter Aldehyde und Ketone
18.14
Die gemischte Aldolreaktion
18.15
Die Claisen-Kondensation zur Bildung von /3-Ketoestern
18.16
Die gemischte Claisen-Kondensation
18.17
Intramolekulare Kondensations- und Additionsreaktionen
18.18
Decarboxylierung von 3-Oxocarbonsäuren
18.19
Die Malonsäureestersynthese
18.20
Die Acetessigestersynthese
18.21
Syntheseplanung VII: Die Knüpfung neuer Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen
18.22
Reaktionen am a-Kohlenstoffatom in biologischen Systemen
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
771
774
775
776
778
780
781
782
783
785
787
789
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795
797
802
803
805
806
808
812
813
816
Teil VII
817
Weiteres zu den Themen Redoxreaktionen und Amine
Kapitel 19 Weiteres zu Redoxreaktionen
819
19.1
19.2
823
828
Reduktionen
Oxidation von Alkoholen
CHEMIE UND LEBEN Alkoholismusbehandlung mit Disulfiram
CHEMIE UND LEBEN Das fötale Alkoholsyndrom
830
830
19.3
Oxidation von Aldehyden und Ketonen
19.4
Syntheseplanung VIII: Kontrolle des stereochemischen Verlaufs
19.5
Alkenhydroxylierung
19.6
Oxidative 1,2-Diolspaltung
19.7
Oxidative Alkenspaltung
19.8
Oxidative Alkinspaltung
19.9
Syntheseplanung LX: Die Umwandlung funktioneller Gruppen
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
830
832
834
835
836
840
841
842
843
845
Kapitel 20 Weiteres zu den A m i n e n • Heterozyklische Verbindungen
847
20.1
20.2
20.3
20.4
849
850
850
852
Weiteres zur Nomenklatur
Mehr über die Säure/Base-Eigenschaften von Aminen
Amine reagieren als Basen und als Nucleophile
Reaktionen quartärer Ammoniumhydroxidderivate
CHEMIE UND LEBEN Eine nützliche, übelschmeckende Verbindung
854
20.5
20.6
20.7
20.8
20.9
20.10
855
856
858
859
864
869
Phasentransferkatalyse
Oxidation von Aminen: Die Cope-Eliminierung
Synthese von Aminen
Aromatische fünfgliedrige Heterozyklen
Aromatische sechsgliedrige Heterozyklen
Biologisch bedeutsame Heterozyklen
CHEMIE UND LEBEN Porphyrin, Bilurubin und Gelbsucht
871
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
872
873
875
Teil VIII
877
Bioorganische Verbindungen
Kapitel 21 Kohlenhydrate
88i
21.1
21.2
21.3
21.4
21.5
21.6
884
884
886
887
888
889
Klassifizierung der Kohlenhydrate
Die D-/L-Nomenklatur der Kohlenhydrate
Die Konfigurationen der Aldosen
Die Konfigurationen der Ketosen
Reaktionen der Monosaccharide in basischen Lösungen
Redoxreaktionen der Monosaccharide
CHEMIE UND LEBEN Zuckerfreies Kaugummi
890
21.7
891
Osazonbildung
CHEMIE UND LEBEN Blutzuckermessung bei Diabetikern
892
21.8
21.9
21.10
21.11
21.12
21.13
21.14
21.15
21.16
893
893
894
896
899
901
903
904
904
Kettenverlängerung: Die Kiliani/Fischer-Synthese
Kettenverkürzung: Der Wohl-Abbau
Die Stereochemie der Glucose: Der Konfigurationsbeweis von Fischer
Halbacetalbildung
Die Stabilität der Glucose
Glycosidbildung
Der anomere Effekt
Reduzierende und nichtreduzierende Zucker
Disaccharide
CHEMIE UND LEBEN Lactoseintoleranz
CHEMIE UND LEBEN Galaktosämie
907
907
21.17
908
Polysaccharide
CHEMIE UND LEBEN Warum der Zahnarzt Recht hat
CHEMIE UND LEBEN Flohbekämpfung
908
911
21.18
911
Einige von Kohlenhydraten abgeleitete Naturstoffe
CHEMIE UND LEBEN Heparin
CHEMIE UND LEBEN Vitamine
911
913
21.19
913
Kohlenhydrate an Zelloberflächen
21.20
Synthetische Süßstoffe
915
CHEMIE UND LEBEN Der ADI-Wert {acceptable daily intake)
917
Zusammenfassung
Zusammenfassung der Reaktionen
Schlüsselbegriffe
918
919
920
Kapitel 22 Aminosäuren, Peptide und Proteine
921
22.1
923
Klassifizierung und Nomenklatur der Aminosäuren
CHEMIE UND LEBEN Proteine und Ernährung
927
22.2
928
Konfiguration der Aminosäuren
CHEMIE UND LEBEN Aminosäuren und Krankheit
929
22.3
22.4
22.5
22.6
22.7
22.8
930
931
932
937
939
940
Säure/Base-Eigenschaften der Aminosäuren
Der isoelektrische Punkt
Trennung von Aminosäuren
Aminosäuresynthesen
Racematspaltung von Aminosäuregemischen
Peptidbindungen und Disulfidbindungen
CHEMIE UND LEBEN Haare: Glatt oder gelockt?
941
22.9
22.10
22.11
22.12
943
945
948
951
Einige interessante Peptide
Strategie der Peptidsynthese: N-Schutz und C-Aktivierung
Automatisierte Peptidsynthese
Proteinstruktur - Eine Einführung
CHEMIE UND LEBEN Primärstruktur und Evolution
951
22.13
Ermittlung der Primärstruktur eines Proteins
22.14
Sekundärstruktur von Proteinen
22.15
Tertiärstruktur von Proteinen
22.16
Quartärstruktur von Proteinen
22.17
Proteindenaturierung
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
951
958
961
963
963
965
966
Kapitel 23 Katalyse
967
22.1
Katalyse in der Organischen Chemie
22.2
Saure Katalyse
22.3
Basenkatalyse
22.4
Nucleophile Katalyse
22.5
Katalyse durch Metallionen
22.6
Intramolekulare Reaktionen
22.7
Intramolekulare Katalyse
22.8
Katalyse biochemischer Reaktionen
22.9
Enzymkatalysierte Reaktionen
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
970
971
974
976
977
979
982
985
987
1000
1001
Kapitel 24 Reaktionsmechanismen der Coenzyme
1003
CHEMIE UND LEBEN Vitamin B,
1006
CHEMIE UND LEBEN „Vitamie" - Amine, die lebenswichtig sind
1006
24.1
24.2
Einführung in den Stoffwechsel
Ein für viele Redoxreaktionen benötigtes Vitamin: Vitamin B3
1007
1007
CHEMIE UND LEBEN Niacinmangel
1009
24.3
24.4
24.5
24.6
1014
1018
1023
1025
Flavinadenindinucleotid und Flavinmononucleotid: Vitamin B2
Thiaminpyrophosphat: Vitamin Bj
Biotin: Vitamin H
Pyridoxalphosphat: Vitamin B6
CHEMIE UND LEBEN Abschätzung der Gewebeschädigung nach einem Herzinfarkt
1027
24.7
24.8
24.9
1032
1034
1039
Coenzym B12: Vitamin B 12
Tetrahydrofolat: Folsäure
Vitamin KH2: Vitamin K
CHEMIE UND LEBEN Zu viel Broccoli
1042
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
1043
1044
Kapitel 25 Stoffwechselchemie
1045
CHEMIE UND LEBEN Unterschiede im Stoffwechsel
1046
25.1
25.2
25.3
25.4
25.5
25.6
25.7
25.8
25.9
1047
1048
1051
1054
1056
1056
1059
1062
1063
Die vier Stufen des Katabolismus
ATP: Der Überträger der chemischen Energie
Reaktionsmechanismen für Phosphorylgruppenübertragungen
Der „energiereiche Charakter" der Phosphoanhydridbindungen
Warum ATP in lebenden Zellen kinetisch stabil ist
Derkatabole Stoffwechsel der Fette: ^-Oxidation
Der katabole Stoffwechsel der Kohlenhydrate
Die verschiedenen Schicksale des Pyruvats
Der katabole Stoffwechsel der Proteine
CHEMIE UND LEBEN Phenylketonurie: Ein angeborener Stoffwechseldefekt
CHEMIE UND LEBEN Alkaptonurie
1065
1065
25.10
25.11
25.12
1065
1068
1069
Der Zitronensäurezyklus
Die oxidative Phosphorylierung
Anabolismus
CHEMIE UND LEBEN Der Grundumsatz
1069
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
1070
1071
Kapitel 26 Lipide
1073
26.1
1075
Fettsäuren: Langkettige Carbonsäuren
CHEMIE UND LEBEN Omegafettsäuren
1076
26.2
26.3
Wachse: Hochmolekulare Ester
Fette und Öle
1077
1077
CHEMIE UND LEBEN Olestra: Fettfreies „Fett" mit Geschmack
CHEMIE UND LEBEN Wale und Echoortung
1080
1080
26.4
Phospholipide und Sphingolipide: Bestandteile biologischer Membranen
1081
CHEMIE UND LEBEN Schlangengift
CHEMIE UND LEBEN Ist Schokolade gesund?
CHEMIE UND LEBEN Multiple Sklerose und die Myelinscheiden von Nervenzellen
1083
1083
1084
26.5
1085
Prostaglandine: Die Regulation physiologischer Reaktionen
26.6
26.7
26.8
26.9
Terpene
Vitamin A
Die Biosynthese der Terpene
Steroide als chemische Botenstoffe
1088
1090
1091
1097
CHEMIE UND LEBEN Cholesterin und Herzkrankheiten
CHEMIE UND LEBEN Die medizinische Behandlung erhöhter Cholesterinwerte
1100
1100
26.10
Die Biosynthese des Cholesterins
26.11
Synthetische Steroide
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
1101
1102
1103
1104
Kapitel 27 Nucleoside, Nucleotide und Nucleinsäuren
nos
27.1
27.2
27.3
27.4
27.5
27.6
27.7
27.8
1107
1111
1111
1116
1117
1118
1120
1123
Nucleoside und Nucleotide
Wichtige Nucleotide
Nucleinsäuren
DNA ist stabil, RNA kann leicht gespalten werden
Replikation: Die Biosynthese der DNA in lebenden Zellen
Transkription: Die Biosynthese der RNA in lebenden Zellen
Drei Arten von Ribonucleinsäuren
Translation: Die Biosynthese der Proteine in lebenden Zellen
CHEMIE UND LEBEN Antibiotika, die die Translation hemmen
CHEMIE UND LEBEN Sichelzellenanämie
1127
1127
27.9
27.10
27.11
27.12
1128
1129
1132
1133
Warum die DNA Thymin anstelle von Uracil enthält
Wie die Basensequenz eines DNA-Moleküls bestimmt wird
Die Polymerasekettenreaktion (PCR)
Gentechnik
CHEMIE UND LEBEN Herbizidresistenz
1134
27.13
Die Laborsynthese von DNA-Strängen
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
1134
1140
1141
Index
H43
Bildnachweis
1165
TEIL IX
Spezielle Themen der Organischen Chemie
Kapitel 28 Synthetische Polymere
1
3
28.1
Zwei Klassen synthetischer Polymere
28.2
Kettenwachstumspolymere
28.3
Stereochemie der Polymerisation • Natta-Ziegler-Katalysatoren
28.4
Die Polymerisation von Dienen • Gummiherstellung
28.5
Copolymere
28.6
Stufenwachstumspolymere
28.7
Physikalische Eigenschaften von Polymeren
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
Übungen
6
8
20
21
24
25
31
35
36
36
Kapitel 29 Perizyklische Reaktionen
41
29.1
29.2
29.3
29.4
43
46
51
58
Die drei Arten perizyklischer Reaktionen
Molekülorbitale und Orbitalsymmetrie
Elektrozyklische Reaktionen
Cycloadditionen
CHEMIE UND LEBEN Kaltes Licht - chemische Luminzeszenz
62
29.5
29.6
63
69
Sigmatrope Umlagerungen
Perizyklische Reaktionen in biologischen Systemen
CHEMIE UND LEBEN Das Sonnenlicht-Vitamin
72
29.7
Zusammenfassung der Auswahlregeln für perizyklische Reaktionen
Zusammenfassung
Schlüsselbegriffe
Übungen
72
73
73
74
Kapitel 30 Organische Wirkstoffchemie - Entdeckung und Entwicklung
77
30.1
Die Benennung von Wirkstoffen
30.2
Leitverbindungen
30.3
Molekulare Modifizierung
30.4
Zufallsdurchmusterungen
30.5
Glückliche Zufälle bei der Medikamentenentwicklung
30.6
Rezeptoren
30.7
Enzymhemmstoffe als Medikamentenwirkstoffe
30.8
Entwurf eines Selbstmordsubstrates
30.9
Quantitative Struktur-/Aktivitäts-Beziehung
30.10
Molekulare Modellierung
30.11
Kombinatorische organische Synthese
30.12
Antivirale Wirkstoffe
30.13
Pharmazeutische Ökonomie • Gesetzliche Regelungen
Zusammenfassung
83
84
85
89
91
93
99
102
104
106
107
109
111
112