Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie - St. Ursula

Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
Erkennungsmerkmale (Signale),
Reaktionsschritte, Bruttogleichungen,
Beispielreaktionen
•
•
•
UV-Licht
h⋅ν
Startreaktion
Br Br
Kettenreaktion
H
H
R
R
H H
H
C C R
H H
H
+ Br*
C* + HBr
H
H
C Br
H
R C Br
2 Br*
R
Br—Br
C* + Br—Br
H
H
R C H + Br*
R
H
Abbruchreaktionen
2 Br*
H
H
C*
H
R C* + Br*
2R
H
Dimerisation
(Kettenverdopplung)
Produktbildung
Rekombination
Radikalische Substitution (SR)
HHal
Hal2
Signale:
UV-Licht, Wärme, gesättigte
KW, Halogenmoleküle
Reaktionsschritte:
1. Startreaktion
2. Kettenreaktion
3. Abbruchreaktionen
Bruttogleichung:
+
UV
Hal +
R CH3
R CH2
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
2
•
•
•
Hal +
+
R'O
-
-
Hal
H O
+
C
∂+
∂C Br
HO C
C
+
C
HO C Br
Br
3
Übergangszustand
Nucleophile Substitution (SN)
R CH2
O R'
Signale:
C-Kette mit positiv polarisiertem C-Atom, Reaktionspartner
besitzt ein freies e--Paar (ist also
eine Base)
Reaktion verläuft über einen
Übergangszustand
Bruttogleichung:
R CH2
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
•
•
NO2
+ +NO2
+ H+
Rearomatisierung
Elektrophile Substitution (SE)
Signale:
Aromatische Verbindungen,
Verbindungen mit stark positiv
polarisierten Atomen (wie SO3)
oder Kationen (wie NO2+)
Reaktionsschritte:
1. π-Komplex
2. σ-Komplex
3. Rearomatisierung
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
+ NO
2
NO2
π-Komplex
H
σ-Komplex
4
•
•
•
Hal2
UV
Br
C
+
C
Br
R
C
C
+
Br
C
C
Br
C
C Br
+
Br
5
Anmerkung: Start- und Abbruchreaktionen verlaufen
analog zur radikalischen Substitution.
Hal
R CH CH
Hal
Br 2
Radikalische Addition (AR)
R +
Signale:
Doppelbindung wird aufgelöst,
keine weiteren Reaktionsprodukte, Halogenmoleküle,
UV-Licht
Reaktionsschritte:
1. Startreaktion
2. Kettenreaktion
3. Abbruchreaktionen
Bruttogleichung:
R CH CH
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
•
•
•
HX
+
H
R
Br
Br
H δ−
O
H
δ−
L
δ−
L
R CH CH
X
Br
δ+
Br
δ+
Br
Br
Br
δ+
Br
C
C
+
C
C
C
C
δ−
L
L
Br
Br
C
C
δ+
Br
δ+
Br
+
π-Komplex
Br
δ−
Elektrophile Addition (AE)
R +
H
H2 O
Signale:
Doppelbindung wird aufgelöst,
keine weiteren Reaktionsprodukte
Partner durch polares Lösungsmittel (z. B. H2O) aktiviert oder
spalten H+ ab (z. B. HHal)
Reaktionsschritte:
π-Komplex
Kation
Bruttogleichung:
R CH CH
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
C
C
Br
6
•
Zn
Br
H
+
ZnBr
H
Eliminierung
Signale:
neue Doppelbindung, Abgang
eines energiearmen Teilchens
wie H2O, HCl, CO2 oder eines
Salzes
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
C
C
-
+ Br
H
Br
+
H
C
C
7
•
•
•
Base
R C
O
Base
+
X
H3C C
- H+
∂+
O
Cl
+
H3 C
Cl
C
O
H
∂-
O
O H
-M-Effekt
H
O
Cl
H3 C C
- Cl-
H
H
H 3C C
O
Reaktionen an der Carbonylgruppe
O
+
Signale:
Carbonylverbindung wird von
einer Base (Teilchen mit freiem
e--Paar) angegriffen
Reaktionsschritte:
nucleophile Addition (Auflösung der Carbonylgruppe)
Eliminierung (Rückbildung der
Carbonylgruppe)
Bruttogleichung:
R C
X
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
O
OH
8
O
CH3
O H
OH
H 3C C
H3 C C
O
+
H
+
H3 C
H3C
- H+
CH3
H3C
C
H3 C
O H
O
OH
C OH
OH
O H
H3C
H3 C C
O
H3C
- H+
+ H+
CH3
C
O H
O H
OH
O
H3 C C O
H 3C
H
H
H3 C C
O
O
Saure Veresterung
OH
O
OH
C OH
O
H
H3 C C
© H. Wünsch 02.2001
Reaktionsmechanismen der
organischen Chemie
H3 C C
- H 2O
CH 3
O H
O H
+ CH 3OH
Ethansäuremethylester
bzw.
Essigsäuremethylester
9