Dr. Sabrina Höbenreich SoSe 2019 Philipps-Universität Marburg Veranstaltungsnummer: LV-20-107-006 Experimentalchemie für Mediziner, Zahnmediziner und Biologen (LA) Teil 2: Organische Chemie https://www.uni-marburg.de/de/fb15/studium/lehrexport/praktikum-humanmedizin-zahnheilkunde-biologie_l3
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Organische Chemie - uni-marburg.de · 9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen Mechanismus der Substitution am Carboxylkohlenstoffatom: Grignard-Reagenz (starkes Nucleophil)
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Dr. Sabrina Höbenreich SoSe 2019 Philipps-Universität Marburg Veranstaltungsnummer: LV-20-107-006
4. Formulieren Sie den Mechanismus der durch Hydroxid-Ionen katalysierten Aldol-Addition und Aldolkondensation
zwischen den beiden unten gezeigten Molekülen. Zeichnen Sie die beiden möglichen Isomere der
Aldolkondensation und kennzeichnen Sie die Konfiguration innerhalb der Produkte.
Eigenschaften von Carbonylverbindungen:
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Fazit der Woche 8: Amine, Ketone und AldehydeSynthesen von Ketonen & Aldehyden:
Reaktivitätsprofile der Carbonylverbindungen
Oxidation von Alkoholen Reduktion von Carbonsäurederivaten
Dipolmoment
Addition von Alkoholen:
Addition von Aminen:
Reaktionen von Ketonen & Aldehyden:
Aldolreaktion:
Keto-Enol-Tautomerie:
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäuren
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Definition:
Carbonsäuren sind organische Verbindungen, die eine oder mehrere Carboxygruppen (–COOH) tragen. Die
Salze der Carbonsäuren werden Carboxylate und ihre Kondensate mit Alkoholen Carbonsäureester genannt.
Allgemeine Struktur:
Merke: Das an das O-Atom gebundene Proton ist stark acide
Spezifische Beispiele:
Merke: Bei der Benennung von Carbonsäuren wird der Stammname aus dem entsprechenden Alkan/Aromaten und das Suffix „-säure/-carbonsäure“ verwendet.Es sind jedoch viele Trivialnamen gebräuchlich!
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäuren
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Allgemeine Eigenschaften: Weitere Eigenschaften:
Merke: kurzkettige Carbonsäuren sind mit Wasser mischbar. Je länger/größer der organische Rest, desto geringer ist die Löslichkeit in Wasser.
9. Funktionelle Gruppen: Reaktivität von Carboxylgruppen
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Mechanismus der Substitution am Carboxylkohlenstoffatom:
Grignard-Reagenz(starkes Nucleophil)
Keton(gutes Elektrophil)
Ester(moderates Elektrophil)
Welche Hybridisierungen haben Ester, tetraedrischesIntermediat, Keton und Alkohol an dem C-Atom, das nucleophil angegriffen wird/wurde?
Merke: Tetraedrische Zwischenstufen sind immer dann instabil, wenn sich am zentralen C-Atom eine Abgangsgruppe befindet, die die negative Ladung besser stabilisieren kann als das tetraedrischeIntermediat selbst.
Regel: Betrachtet man den pKa-Wert der konjugierten Säure der Abgangsgruppe, dann ist die negative Ladung umso besser stabilisiert, je niedriger der pKa-Wert ist.
9. Funktionelle Gruppen: Reaktivität von Carboxylgruppen
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Abschätzen der Abgangsgruppenqualität:
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9. Funktionelle Gruppen: Reaktivität von Carboxylgruppen
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Abschätzen der Qualität des Nucleophils:
Merke: Betrachtet man den pKa-Wert der konjugierten Säure des Nucleophils, dann ist die Nucleophilie umso größer, je höher der pKa-Wert ist.
anionisches Nucleophil
neutrales Nucleophil
Rückreaktion ist unwahrscheinlich Rückreaktion ist unwahrscheinlich
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9. Funktionelle Gruppen: Reaktivität von Carboxylgruppen
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Katalysierte Substitutionen am Carboxylkohlenstoffatom:
gesteigerte Elektrophilie
Brønsted-Säure-katalysiert:
Lewis-Base-katalysiert:
gesteigerte Elektrophilie
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäurechloride
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Darstellung:
Thionylchlorid
Verwendung: Nomenklatur:
SäurechloridCarbonsäure
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäureester
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Allgemeine Struktur:
Säure-katalysierte Estersynthese und -hydrolyse:
Nomenklatur:
J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, Organische Chemie, 2. Ed., 2013, Springer-Verlag Berlin Heidelberg
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäureester
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, Organische Chemie, 2. Ed., 2013, Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Basen-vermittelte Esterhydrolyse (Verseifung):
–OMe
Merke: Das zentrale C-Atom des Carboxylatrestes ist nicht ausreichend elektrophil, um die Rückreaktion zu ermöglichen. Daher ist dieser Schritt irreversibel
Claisen-Kondensation:
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäureamide
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, Organische Chemie, 2. Ed., 2013, Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Allgemeine Struktur: Nomenklatur:
Merke: Carbonsäureamide sind Derivate des Ammoniaks (NH3) sowie von primären und sekundären Aminen, in denen ein oder mehrere Wasserstoffatome am N-Atom durch Carbonsäurereste ersetzt sind.
Synthese von Amiden:
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäureamide
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
J. Clayden, N. Greeves, S. Warren, Organische Chemie, 2. Ed., 2013, Springer-Verlag Berlin Heidelberg
Hydrolyse von Amiden: Saure Bedingungen
Hydrolyse von Amiden: Basische Bedingungen
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9. Funktionelle Gruppen: Carbonsäuren
9. Struktur und Reaktionen funktioneller Gruppen
Carbonsäuren in der Natur: Die Aminosäuren
Merke: Aminosäuren (AS) sind Carbonsäuren, die in ihrem Kohlenstoffgerüst mindestens eine Aminogruppe (R2N) aufweisen.
Merke:
• wichtigste Klasse: a-Aminosäuren
• proteinogene AS: Bausteine von Proteinen in Lebewesen