Übersicht

• Nucleophile Substitution (SN1, SN2, SNi)

• Halogenalkane, wichtige Verbindungen

• Alkohole

• Ether

• Aldehyde und Ketone

• Carbonsäure und deren wichtigste Derivate

• Ester

Nucleophile Substitution

X = z.B. –Cl, -Br, -I, -OH2

Allgemein:

2 Möglichkeiten:

a) nucleofuger Abgang von X, dann nucleophiler Angriff von Yb) Angriff und Abgang konzertiert

oft Halogenalkane

- -

SN1

schnell

langsam

� Racemisierung des Produkts! Warum?

2 Konkurrenzreaktionen:

Umlagerung Eliminierung

wenn H in α-Stellung vorhandenWagner-Meerwein-Umlagerung

SN2

� konzertiert� Inversion am C-Atom (Walden-Umkehr)

Einflüsse auf die Reaktivität einer SN-Reaktion:

• Solvens• Substratstruktur• Art der Abgangsgruppe• Art des Nucleophils

SNi - Mechanismus

Halogenalkane

C X

• die C-X- Bindung ist polar

• die C-X- Bindungsstärke nimmt mit zunehmender Größe von X ab

• die Siedepunkte der Halogenalkane nehmen mit steigender Größe der Halogenatome zu

bedeutende Verbindungen

DDT (Dichlordiphenyltrichlorethan)

gute Wirksamkeit gegen Insekten,kaum toxisch für SäugetiereABER: sehr lipophil und chem. stabil,

FCKWs

Frigen 12 Frigen 113

Verwendung als Kältemittel

Fluid, das zur Wärmeübertragung in einer Kälteanlage eingesetzt wird, und das

bei niedriger Temperatur und niedrigem Druck Wärme aufnimmt und bei höherer

Temperatur und höherem Druck Wärme abgibt, wobei üblicherweise

Zustandsänderungen des Fluids erfolgen.

CH4 CH3Cl CH3OH

Sdp.[°C]: -161.7 -23.8 65.0

Alkohole

R

O

H

� H-Brückenbindungen

� 44.0 kJ/mol(kovalente OH-Bindung: 435 kJ/mol)

6.5*10-30 Cm 5.7*10-30 Cm

Alkohole

vicinale OH-Gruppen geminale OH-Gruppen (Erlenmeyer Regel)

OH

OH

Cl

ClCl

� Ausnahmen: Formaldehyd, Ninhydrin, Chloralhydrat

Thioalkohole: S-Analoga der Alkohole

� schwächere H-Brücken als die Alkohole� saurer als Alkohole (neg. Ladung an S-Atomen besser stabilisiert)

2 Disulfid

AlkoholeHerstellung

SN: R-Br + OH- � R-OH + Br –

Redox-Beziehungen:

Ox.-Mittel: z.B. KMnO4, Cr(VI)-ReagenzienRed.-Mittel: z.B. LiAlH4, NaBH4

Ox Ox

RedRed

Ether

Williamson Ethersynthese (auch intramolekular)� Phenol mit K2CO3 deprotonierbar

Achtung: Peroxidbildung an der Luft, Explosiv

Verwendung: Radikalstarter Nachweis: KI -Lösung

Etherperoxide

Ether

Epoxid: O

R-OH

R-CR2

OR OH

R O

R R

O

O

O

OO

O

K

BrR

Ether Mg-Späne

MgR Br

O

O

Kronenether:

• Kationenkomplexierung„Wirt-Gast-Beziehung“

• z.B. [18]Krone-6

Grignard-Verbindungen

S-Analoga: Thioether

Aldehyde und Ketone

O

O

Ox Ox

RedRed

C(sp2)

O

H H

9*10-30 Cm

� H-Brücken-Akzeptor

� Keto-Enol-Tautomerie (auch basenkatalysiert), Keto-Form stabiler (~40 kJ/mol)

Reaktivität: > > >

• CH-acidität in α-Position � Carbanion• wichtig: Aldolreaktion!

Aldehyde und Ketone

Formal:

u.a. wichtig für:Hydrate, Acetale,Thioacetale,Oxime, Hydrazone, Cyanhydrine

ein Imin

ein Enamin

Carbonsäuren und Carbonsäurederivate

langkettige Carbonsäuren bilden Micellen:

� Detergenzien, Tenside

Acidität abhängig vom Rest:

pKa= 4,74 pKa= 0,23

� Reaktivität/Acylierungsvermögen abhängig vom Rest� Abgangsgruppeneingeschaften� mesomere/induktive Effekte

Carbonsäuren und Carbonsäurederivate

> > > >

>

gutes Acylierungsvermögen

Carbonsäuren und Carbonsäurederivate

� wichtige Reaktionen (Mechanismus!)

OH

OR-OH

H+ O

O

H2O

OH

O

2-H2O O

O O

� zusätzliche Aktivierung mit Pyridin

Ester

Vorkommen von Estern:

- Aromastoffe (Buttersäureester: Apfel, Ananas, Birne, Banane, Aprikose)- Wachse (Ester langkettiger Carbonsäuren und langkettiger Alkohole)- Fette, Lipide (bauen Membranen auf � Lipiddoppelschicht), Lecithine- cyclische Ester

R R'

� häufig ungesättigt � cis-konfiguriert

Hydriering: Fetthärtung

Ester und Amide

wichtig: Mechanismus der Esterspaltung!!!

Amide:

cyclische Ester: Lactone γ-Butyrolacton (GBL) –> GHB !

cyclische Amide: Lactame Penicillin

� Polyamid 6.6 (Nylon)

Perlon (Polyamid 6)

…

Amide

Peptide…