Alkanole / Alkohole Synthese :
(Gärung) reagierendes
Teilchen
.
1
Herstellung aus Halogenalkanen nucleophile Substitution
Struktur Nomenklatur a) SN - 1 =
am -bestimmenden Schritt nur 1 Molekül beteiligt : Monomolekular
He
C-CH2-08 S st
·
·
funktionelle
Unterteilung :
Gruppe
primäre ,
hat
sekundäre
höchste
,
tertiäre
Priorität
Alkohole
Reaktionsgleichung
ic
I
:
-H
-
I
Stellungsisomere
↳
Alkylteil Hydroxygruppe HzC -
C-
CHy + OHO >
HzC
-
C -
CHy
+
Co
unpolar polar CHE Nucleophil CH
·
hydrohob hydrophil Räumliche
lipophob
Anordnung keine H-Brücken
2-Chlor-2-methylpropan 2
Methylpropan-2-ol
·
·
, : -
untereinander m
ög lich
lipophil =>
Dipol-Dipol-WW 7 H H
↓
H
H-C -c.
+
*
+
VaW-WW H-Brücken S
Mechanismus
=> =>
VS
. H -' H : V-bestimmen der Schritt :
-
-
i li mer H heterolytische Bindungsspaltung
(funktionelle Gruppe) H-Brücken CHy von
bsp. .
Kalilange ohne
Beteiligung OH-
I
Cl-3
möglich
nur
Dipol-Dipol & VAW-WW /
S
-
+ I ⑦
St
OHO 191 OHO
-
=
HzC C Q1 HzC CO
-
-
+ + +
↳ reversibel -
Funktionsisomere /Konstitutionsisomerel
CHE
-
-
W
trigonal-planar Cl-3 Chlorid
Carbeniumion
tertiäres Nucleophil
Eigenschaften
Halo enalkan
g ab
>
-
sterrisch
gut geschirmt
.
1
Siedetemperatur
nucleophiler OH
·
Primäre Alkohole haben höhere Siedepunkte als Sekundäre
2 Schritt
.
:
Angriff des am Carbeniumion
CH3
CH
~ baut aufeinander auf (je weiter entfernt OH desto höher)
)
1910 19
,
Hy -
36 OHO + +
>
Hc -C - -
H +
Je höher die Anzahl der OHG-Gruppen desto höher der
Dp
CHz
·
,
CHy
.
2 Löslichkeit SN fast nur bei tertiären Halogenalkanen, da das entstehende Carbeniumion
durch die Alkylgruppen +I stabilisiert wird
-
Einwertige Alkohole :
·
Je länger der
Alkylteil ,
desto
geringer
die Löslichkeit in Wasser .
b) SN2 2 =
v -
bestimmender Schritt ist bimolekular
·
Außer Methanol lösen sich
einwertige Alkanole in Benzin .
Mehrwertige Alkohole : Reaktionsgleichung CHz-CHa-I : +
OHO -
HC-CH
-
T -
H +
I
O
·
Mit zunehmender Anzahl an
OH-Gruppe , verringert sich die
Mechanismus
V-bestimmender Schritt :
Umklappen/
nucleophiler Angriff der
CH3 · Konformationsänderung
Löslichkeit Benzin OHO
in
Hz4 Hinter
Bagbau
Bis
.
von
Bruch
Ho C I >
OHO ,
:
Mehrwertige 4
~
Alkande sind in Wasser löslich
gut I
t >
,,
·
-
heterolytische
-
verstärkte
hygroskopische (wasseranziehende Wirkung Nucleophil
↓ H
Bindungsspaltung
muss bei SNz fließender Übergangszustand
schon hier sein &
, Bindungsbruch Aufbau
.
3 Brennbarkeit damit es zur
erfolgen gleichzeitig
Reaktion kommt
·
Mit ansteigender Anzahl der C-Atome in der Kette sowie
CHy
mit
steigender Anzahl der
OH-Gruppen nimmt die Brennbarkeit ab
H-Ö- C T TO
mehrwertige Alkohole brennen nicht -H SN bei primären C-Atomen, da sie
abgespaltene lodion
H
weniger stabilisiert werden und
>
Abgangsgruppe
-
Ethanol
sterisch besser angreifbar sind
Wichtig :
Verhältnis OH-Gruppe & Alkylgruppe (was dominiert ? > mit Kaliumhydroxid
-
verbindet sich mit K+
, SN :
1) tertiären Halogenalkane
nucl. Angriff ist sterisch gehindert
entsthendes Carbeniumion ist +I stabilisiert
2) brauchen gute Abgangsgruppe (austretendes Teilchen),
sonst löst sich Substi nicht gut von Halogenalkan
z.B. H O; I
SN nur bei sp hybridisierten Cs
3) polares Lösungsmittel
Carbeniumionbildung wird gefördert/stabilisiert (steigert v)
4) schwaches Nucleophil reicht aus, da es nur polarisiert Abspaltung von OH erfolgt erst durch vorherige Protonierung
z.B. H O; R-OH; F , H S Abspaltung als H O
SN :
1) primäres Halogenalkan
nucl. Angriff weniger gehindert
wäre sonst instabiles Carbeniumion
2) schlechte Abgangsgruppe, da Nucleophil genug schiebt Protonierung
z.B. OH ; Cl ; F
3) LM wenig Einfluss, da Ladungen erhalten bleibt
4) stärkeres Nucleophil, damit Rkt überhaupt stattfindet
Nucleophiler Angriff
z.B. OH ; I ; HS durch das R-OH auf
das Oxoniumion
Bei Sekundären Alkoholen hängt es von den Reaktionsbedingungen ab
Deprotonierung Kondensationreaktion
Regeneration des (2 Moleküle verbinden sich unter
Katalysators Wasserabspaltung)
· neg. Ladung: Je größer die e - Dichte, desto nucleophiler
OH > H O
Dehydratisierung
· Teilchengröße: Je größer, desto leichter polarisierbar, desto nucleophiler
(Wasserabspaltung aus
I > Br > F einem Molekül)
1. Schritt ist immer ein Aktivierungsschritt
Protonierung der OH - Gruppe
für H O = bessere Abgangsgruppe
(Gärung) reagierendes
Teilchen
.
1
Herstellung aus Halogenalkanen nucleophile Substitution
Struktur Nomenklatur a) SN - 1 =
am -bestimmenden Schritt nur 1 Molekül beteiligt : Monomolekular
He
C-CH2-08 S st
·
·
funktionelle
Unterteilung :
Gruppe
primäre ,
hat
sekundäre
höchste
,
tertiäre
Priorität
Alkohole
Reaktionsgleichung
ic
I
:
-H
-
I
Stellungsisomere
↳
Alkylteil Hydroxygruppe HzC -
C-
CHy + OHO >
HzC
-
C -
CHy
+
Co
unpolar polar CHE Nucleophil CH
·
hydrohob hydrophil Räumliche
lipophob
Anordnung keine H-Brücken
2-Chlor-2-methylpropan 2
Methylpropan-2-ol
·
·
, : -
untereinander m
ög lich
lipophil =>
Dipol-Dipol-WW 7 H H
↓
H
H-C -c.
+
*
+
VaW-WW H-Brücken S
Mechanismus
=> =>
VS
. H -' H : V-bestimmen der Schritt :
-
-
i li mer H heterolytische Bindungsspaltung
(funktionelle Gruppe) H-Brücken CHy von
bsp. .
Kalilange ohne
Beteiligung OH-
I
Cl-3
möglich
nur
Dipol-Dipol & VAW-WW /
S
-
+ I ⑦
St
OHO 191 OHO
-
=
HzC C Q1 HzC CO
-
-
+ + +
↳ reversibel -
Funktionsisomere /Konstitutionsisomerel
CHE
-
-
W
trigonal-planar Cl-3 Chlorid
Carbeniumion
tertiäres Nucleophil
Eigenschaften
Halo enalkan
g ab
>
-
sterrisch
gut geschirmt
.
1
Siedetemperatur
nucleophiler OH
·
Primäre Alkohole haben höhere Siedepunkte als Sekundäre
2 Schritt
.
:
Angriff des am Carbeniumion
CH3
CH
~ baut aufeinander auf (je weiter entfernt OH desto höher)
)
1910 19
,
Hy -
36 OHO + +
>
Hc -C - -
H +
Je höher die Anzahl der OHG-Gruppen desto höher der
Dp
CHz
·
,
CHy
.
2 Löslichkeit SN fast nur bei tertiären Halogenalkanen, da das entstehende Carbeniumion
durch die Alkylgruppen +I stabilisiert wird
-
Einwertige Alkohole :
·
Je länger der
Alkylteil ,
desto
geringer
die Löslichkeit in Wasser .
b) SN2 2 =
v -
bestimmender Schritt ist bimolekular
·
Außer Methanol lösen sich
einwertige Alkanole in Benzin .
Mehrwertige Alkohole : Reaktionsgleichung CHz-CHa-I : +
OHO -
HC-CH
-
T -
H +
I
O
·
Mit zunehmender Anzahl an
OH-Gruppe , verringert sich die
Mechanismus
V-bestimmender Schritt :
Umklappen/
nucleophiler Angriff der
CH3 · Konformationsänderung
Löslichkeit Benzin OHO
in
Hz4 Hinter
Bagbau
Bis
.
von
Bruch
Ho C I >
OHO ,
:
Mehrwertige 4
~
Alkande sind in Wasser löslich
gut I
t >
,,
·
-
heterolytische
-
verstärkte
hygroskopische (wasseranziehende Wirkung Nucleophil
↓ H
Bindungsspaltung
muss bei SNz fließender Übergangszustand
schon hier sein &
, Bindungsbruch Aufbau
.
3 Brennbarkeit damit es zur
erfolgen gleichzeitig
Reaktion kommt
·
Mit ansteigender Anzahl der C-Atome in der Kette sowie
CHy
mit
steigender Anzahl der
OH-Gruppen nimmt die Brennbarkeit ab
H-Ö- C T TO
mehrwertige Alkohole brennen nicht -H SN bei primären C-Atomen, da sie
abgespaltene lodion
H
weniger stabilisiert werden und
>
Abgangsgruppe
-
Ethanol
sterisch besser angreifbar sind
Wichtig :
Verhältnis OH-Gruppe & Alkylgruppe (was dominiert ? > mit Kaliumhydroxid
-
verbindet sich mit K+
, SN :
1) tertiären Halogenalkane
nucl. Angriff ist sterisch gehindert
entsthendes Carbeniumion ist +I stabilisiert
2) brauchen gute Abgangsgruppe (austretendes Teilchen),
sonst löst sich Substi nicht gut von Halogenalkan
z.B. H O; I
SN nur bei sp hybridisierten Cs
3) polares Lösungsmittel
Carbeniumionbildung wird gefördert/stabilisiert (steigert v)
4) schwaches Nucleophil reicht aus, da es nur polarisiert Abspaltung von OH erfolgt erst durch vorherige Protonierung
z.B. H O; R-OH; F , H S Abspaltung als H O
SN :
1) primäres Halogenalkan
nucl. Angriff weniger gehindert
wäre sonst instabiles Carbeniumion
2) schlechte Abgangsgruppe, da Nucleophil genug schiebt Protonierung
z.B. OH ; Cl ; F
3) LM wenig Einfluss, da Ladungen erhalten bleibt
4) stärkeres Nucleophil, damit Rkt überhaupt stattfindet
Nucleophiler Angriff
z.B. OH ; I ; HS durch das R-OH auf
das Oxoniumion
Bei Sekundären Alkoholen hängt es von den Reaktionsbedingungen ab
Deprotonierung Kondensationreaktion
Regeneration des (2 Moleküle verbinden sich unter
Katalysators Wasserabspaltung)
· neg. Ladung: Je größer die e - Dichte, desto nucleophiler
OH > H O
Dehydratisierung
· Teilchengröße: Je größer, desto leichter polarisierbar, desto nucleophiler
(Wasserabspaltung aus
I > Br > F einem Molekül)
1. Schritt ist immer ein Aktivierungsschritt
Protonierung der OH - Gruppe
für H O = bessere Abgangsgruppe
