Chemie (Fach) / Organische Analytik (Lektion)

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• Alkohole - einwertige Alkohole=Derivate des Wassers, bei denen ein H-Atom durch einen Alkylrest ersetzt wurde - formal: leiten sich von den Alkanen durch Ersetzen eines H-Atoms durch eine Hydroxyl-Gruppe > Oxidationsprodukte der Alkane - OH-Gruppe direkt über O-Atom mit einem sp3-hybridisierten C-Atom verbunden - allg. Formel: R-OH
• Alkohole - Eigenschaften niedere einwertige Alkohole (C1-C3): > sind farblose Flüssigkeiten > mit Wasser in jedem Verhältnis mischbar > wasserähnlich, Einfluss der OH-Gruppe bestimmt die Eigenschaften mittlere Alkohole (C4-C11): > ölige Flüssigkeiten, mit Wasser begrenzt mischbar > Einfluss der OH-Gruppe nimmt ab höhere Alkohole (ab C12): > fest > Bsp.: Cetylstearylalkohol (Gemisch aus 1-Hexadecanol und 1-Octadecanol) Einteilung einwertiger Alkohole: primär, sekundär, tertiär (gibt an, mit wie vielen C-Stomen der Alkohol verbunden ist) - Alkohole sind keine Hydrate von Aldehyden und Ketonen (geminale Diole) und Orthocarbonsäuren (sind frei nicht beständig)
• mehrwertige Alkohole - z.B. vicinale Alkohole - Diole - Triole - Polyole (D-Sorbit, D-Mannit)
• Struktur und Eigenschaften von Alkoholen - polare Verbindungen (aufgrund der OH-Gruppe) > O-Atom der Hydroxy-Gruppe besitzt nucleophile Eigenschaften > hohe EN des O-Atoms bewirkt Ladungsverschiebung > Wasserstoffbrücken zu anderen Molekülen >> Folge: höhere Schmelz- und Siedepunkte und höhere Wasserlöslichkeit als Alkane (und Halogenalkane) >> dies ist abhängig von der Länge des Moleküls/der Molekülkette Siedepunkte nehmen innerhalb der homologen Reihe der Alkohole zu: Ethanol: 78,5°C, 1-Propanol: 97,4°C, 2-Propanol: 82,4°C
• Alkohole sind amphotere Verbindungen - in Abhängigkeit vom Reaktionspartner Protonendonator (Säure) oder -akzeptor (Base) - Säurestärke ähnelt der des Wassers (pKS=15,5 entspricht einer schwachen Säure) - elektronenziehende Substituenten (-I-Substituenten) erhöhen die Acidität - elektronenschiebende Substituenten (+I-Substituenten) verringern die Acidität - Ethanol pKS=15,9; Cl-CH2-CH2-OH pKs= 14,3; CF3-CH2-OH pKs=12,4 - Alkohole können auch zu Alkyloxonium-Ionen protoniert werden (2 Protonen am O-Atom, O ist positiv geladen) > Alkohole reagieren in diesem Fall als Base
• Gewinnung von Alkoholen 1. Hydrolyse von Halogenalkanen (SN), Bsp.: R-CH2-Cl+NaOH>R-CH2-OH+NaCl 2. Umsetzung von Halogenalkanen mit Natriumacetat (Alkylierung) und anschließender Hydrolyse 3. Reduktion von Aldehyden und Ketonen mit Natriumborhydrid und Lithiumaluminiumhydrid 4. Reaktionen von Aldehyden, Ketonen und Estern mit Grignard-Verbindungen 5. Ethinylierung
• Oxidationsprodukte der Alkohole - charakteristisch ist das unterschiedliche Verhalten primärer, sekundärer und tertiärer Alkohole gegenüber Oxidations- und Dehydrierungsmitteln 1. Oxidation (Dehydrierung) primärer Alk. ergibt Aldehyde, die isoliert oder anschl. unter geeigneten Bedingungen bis zur Carbonsäure weiteroxidiert werden können - Aldehyde können z.B. durch Destillation aus dem Reaktionsgemisch entfernt werden (Ethanol>Acetaldehyd>Essigsäure) 2. Oxidation (Dehydrierung) sek. Alk. bringt Ketone, weitere Oxidation ist nur unter Aufspaltung des Moleküls möglich (Bindungsbruch) (2-Propanol>Aceton) 3. tertiäre Alkohole lassen sich nicht ohne Aufspaltung des Moleküls (Bindungsbruch) oxidieren. - geeignete Oxidationsmittel: Dichromat/Schwefelsäure, Braunstein, Selendioxid, Pyridiniumdichromat oder durch katalytische Dehydrierung
• Einfache Reaktionen der Alkohole 1. Veresterung (siehe auch Carbonsäurederivate) 2. Reaktionen mit Elektrophilen 3. Acidität/Basicität 4. Oxidation (Synthese, Analytik) 5. Williamson-Synthese: Alkylierung von Alkoholaten mit z.B. Halogenalkanen (siehe Ether) 6. Dehydratisierung: Eliminierung von Wasser aus Alkoholen (es entstehen Alkene; siehe Eliminierungen)  
• Alkohole - organische Analytik - verfügen über nucleophile Eigenschaften am O-Atom der Hydroxygruppe > reagieren leicht mit Elektrophilen 1. Xanthogenatbildung mit Schwefelkohlenstoff (CS2) 2. Urethanbildung mit Phenylisocyanat 3. Esterbildung mit 3,5-Dinitrobenzoylchlorid 4a. Trennung prim., sek. und ter. Alk. durch Oxidation mit Beckmannscher Lösung (Dichromat in Schwefelsäure) - dabei entstehen: Aldehyd (aus prim. A.) und Ketone (aus sek. A.) - tert. Alk. dagegen bleiben unverändert - Aldehyd und Keton werden mit Wasserdampf destilliert, als Hydrazon nachgewiesen oder nochmals oxidiert > dabei reagiert Aldehyd zur Carbonsäure 4b. zur Unterscheidung prim., sek. und tert. Alk. kann auch Lucas-Reagenz (wasserfreies ZnCl2/konz. HCl) verwendet werden - man beobachtet u.a. unterschiedliche Reaktionsgeschwindigkeiten der OH-Gruppe durch die Chloridionen 5. Nachweis tert. Alk. als S-Alkylthiouronium-pikrate nach Überführung in tert. Halogenchloride mit konz. HCl 6. Nachweis als Halbester der 3-Nitrophthalsäure mit 3-Nitrophthalsäureanhydrid 7. Iodoformreaktion: Nachweis von Methylketonen, Nachweis von Alkoholen, die zu Methylketonen, bzw. Acetaldehyd oxidiert werden können - Reaktionsbedingungen: Umsetzung mit Iod im alk. Milieu 8. mehrwertige vicinale Alkohole: Diole (Ethylenglycol), Triole (Glycerol), Polyole (D-Sorbit, D-Mannit) - Gehaltsbestimmung mittels Malaprade-Spaltung ("Glycolspaltung") mit Natriummetaperiodat (3. Semester)
• ausgesuchte pharmazeutisch relevante Alkohole Ethanol Glycerol Sorbitol Mannitol Menthol Vitamin A1 (all-trans Retinol)
• Halogenalkane (Alkylhalogenide) formal: an einem Alkan ein H-Atom durch ein Halogenatom ersetzen - allg. Formel: R-X - reaktive, elektrophile Reagenzien, die Alkylgruppen auf nukleophile Reaktionszentren übertragen (Alkylanzien)
• Einteilung der Halogenalkane - das Halogenatom ist an ein sp3-hybridisiertes C-Atom gebunden - es werden prim., sek. und tert. Halogenalkane unterschieden - reaktive Halogenalkane sind Benzylhalogenide und Alkylhalogenide - zusätzlich unterscheidet man zwischen vicinalen (2 Halogenatome an 2 nebeneinander liegenden C-Atomen) und geminalen (2 Halogenatome am selben C-Atom) Halogenalkanen
• Halogenalkane - Eigenschaften - unterscheiden sich deutlich von den entsprechenden Alkanen - von den unterschiedlichen Größen der Halogen-Atome und der Polarität der Kohlenstoff-Halogen-Bindung (EN der Halogene) werden beeinflusst: > Bindungsstärken > Bindungslängen > Dipolmomente > Schmelz- und Siedepunkte
• Halogenalkane - Bindungsstärke und Bindungslänge - C-X-Bindung entsteht durch die Überlappung eines sp3-Hybridorbitals des C-Atoms und einem fast reinen p-Orbitals des Halogenatoms - von F-I nimmt die Größe des p-Orbitals zu > die Elektronenwolke wird dadurch diffuser >> dadurch kann das Orbital nicht so gut mit dem Kohlenstoffatom überlappen Folge: Abnahme der Bindungsstärke und Zunahme der Bindungslänge  und Zunahme der Reaktivität von F-I
• Halogenalkane - Siedepunkte - i.d.R. höher als die der entsprechenden Alkane > zurückzuführen auf die Dipolstruktur (dadurch Dipol-Dipol-Wechselwirkungen in flüssiger Phase) - Siedepunkte nehmen mit zunehmender Größe der Halogenalkane zu (Zunahme der London-Kräfte, Zunahme der Siedepunkte mit steigender Größe der Halogenatome von F-I)
• Halogenalkane - Polarisierbarkeit - Polarisierbarkeit=Maß für die Deformierbarkeit der Elektronenhülle durch den Einfluss eines elektrischen Feldes - je größer die Polarisierbarkeit eines Atoms ist, desto stärker sind die wirkenden London-Kräfte (Van-der-Waals-Kräfte) - Zunahme der Polarisierbarkeit mit steigender Größe der Halogenatome von F-I)
• Halogenalkane - Reaktivität - reaktive, elektrophile Reagenzien mit einer polaren Atombindung, die Alkylgruppen auf nukleophile Reaktionszentren übertragen (Alkylanzien) - Grund für die polare (C-X)-Bindung ist die höhere EN der Halogene gegenüber dem C-Atom > führt zu einer ungleichmäßigen Ladungsverteilung (Dipolmoment) - C-Atom = positive Partialladung - Halogenatom = negative Partialladung - Nukleophile greifen das positiv polarisierte C-Atom des Halogenalkans an - Halogenalkane gehen bevorzugt nukleophile Substitutionen ein > dabei kommt es zum Ersatz von Atomen/Atomgruppen durch eintretende nukleophile Atome/Anionen/Atomgruppen > das austretende Halogenid ist ein Nucleofug (Abgangsgruppe) - Prinzip: nukleophile Substitutionen am gesättigten C-Atom - die nucleophile Substitution ist sehr variationsreich > Einteilung: mono-, bimolekulare und innere nucleophile Substitutionsreaktionen Bsp.: Kolbe-Nitrilsynthese
• Finkelstein-Reaktion: Herstellung von Alkylfluoriden und Alkyliodiden 1. Herstellung von primären Alkyliodiden aus den entsprechenden Alkylchloriden und Alkylbromiden erfolgt mit Natriumiodid in Aceton 2. Herstellung von Alkylfluoriden aus Alkyltosylaten gelingt mit KF in Dimethylformamid
• Sulfonsäureester - erhält man u.a. durch Alkoholyse von Sulfonsäurechloriden - stellen potente Alkylantien dar - gute Abgangsgruppen (Tosylat, Mesylat, Triflat, Stabilisiserung der neg. Ladung) - ebenfalls gute Alkylantien sind Dialkylsulfate (z.B. Dimethylsulfat) > das Methylsulfat-Anion ist eine gute Abgangsgruppe - bei den Halogenen nimmt das Austrittsvermögen mit abnehmender Basenstärke von F-I zu
• Organische Analytik von Halogenalkanen 1. Bildung von Thiouronium-Salzen mit Thioharnstoff und Austausch des Halogenids gegen Pikrat - Reaktionen: S-Alkylierung, Austausch des Anions - Produkte: S-Alkyl-thiouronium-pikrate - nur für aliphatische (organisch-chemische Verbindungen aus C und H, nicht aromatisch) HKW geeignet, nicht für Fluoralkane 2. alkalische Hydrolyse (SN) und folgender Nachweis des freigesetzten Halogenids z.B. als schwerlösliches Silberhalogenid (nicht geeignet für Fluoralkane) - bei nicht hydrolisierbaren Verbindungen sind Aufschlussverfahren notwendig 3. geminale Di- und Trihalogenide - außer den Derivaten des Methans - werden zu Aldehyden bzw. Carbonsäuren hydrolisiert, die dann nachgewiesen werden können 4. Nachweis von HKW nach Überführung in Grignard-Verbindungen, die anschließend entweder mit CO2 zur Carbonsäure oder mit Phenylisocyanat zum Carbonsäureanilid umgesetzt werden 5. Organische Analytik von halogenierten aromatischen Verbindungen (keine Halogenalkane) - organisch (auch aromatisch) gebundene Halogene können nach Aufschluss nachgewiesen werden, z.B. mittels Schöninger-Aufschluss durch Verbrennung in einer Sauerstoffatmosphäre und Aufnahme in einer Absorptionsflüssigkeit wie z.B. NaOH oder NaOH/H2O2 (Aufschlüsse sind bei nicht hydrolisierbaren Verbindungen hilfreich) > anschließend nasschemischer Nachweis (mit bekannten Nachweisreaktionen) 6. Lassaigne-Probe: Reduktiver Aufschluss organischer Verbindungen mit Natrium zum Nachweis verschiedener Elemente (Hal, S, N) - es entstehen gut wasserlösliche Natriumsalze, diese können nasschemisch nachgewiesen werden (mit den bekannten Nachweisreaktionen)
• ausgewählte pharmazeutisch relevante Halogenalkane Chloralhydrat Halothan Chloramphenicol Cyclophosphamid Clindamycin: Lincosamid-Antibiotikum Acylaminopyranposid Ethylchlorid (Oberflächenanästhetikum) Trichlorethylen (früher von Inhalationsnarkose) DDT: Insektizid
• Alkanthiole (Mercaptane) (-SH) - allgemein - schwefelhaltige Analoga der Alkohole - können als Monoalkylderivate des Schwefelwasserstoffs angesehen werden - Einteilung entspricht der Einteilung der Alkohole (primäre, sekundäre und tertiäre Alkanthiole) - SH-Gruppe kann als Mercapto-, Sulfhydryl- oder Thiolgruppe bezeichnet werden - Nomenklatur: Suffix (Verbindungsklasse): -thiol, Prafix: Mercapto-  
• Unterschiede zwischen Thiolen und Alkoholen - resultieren u.a. aus dem Vorhandensein von d-Orbitalen beim Schwefel (5-unbesetzte d-Orbitale, Oktettausweitung möglich) - Schwefel verfügt im Vergleich zum Sauerstoff über eine geringere EN und einen größeren Atomradius
• Thiophenole - Bezeichnung Thiophenol nur, wenn keine Gruppe höherer Priorität vorhanden ist > bei Gruppe höherer Priorität verwendet man das Präfix Mercapto-  
• Alkanthiolate - R-S--Gruppe > Bsp.: Methanthiolat - Thiolate haben höhere Nucleophilie als Alkoholate - Thiolate haben geringere Basizität als Alkoholate)
• Eigenschaften Alkanthiole - Methymercaptan gasförmig - nächste höheren der homologen Reihe Flüssigkeiten von sehr widerlichem Geruch (z.B. Stinktier, Knoblauch) - Thiole bilden aufgrund der geringen EN des Schwefel (2,5) fast keine H-Brücken aus > Folge: niedrigere Schmelz- und Siedepunkte als die der jeweiligen Alkohole (Bsp: H2S ist gasförmig und rel. schlecht wasserlöslich) - Thiole sind nucleophiler und stärker sauer als die entsprechenden Alkohole (mit pKa-Werten im Bereich 9-12) > H2S ist eine viel stärkere Base als Wasser pKs=7,09) - Acidität sinkt mit zunehmender Länge der Alkylkette und mit zunehmendem Verzeigungsgrad (zurückführbar auf: +I-Effekt, sterische Effekte) - Thiole bilden schwer lösliche Salze mit Schwermetallionen (Mercaptide=Metallsalze der Thiole) > charakteristisch sind u.a. in Wasser schwer lösliche Quecksilbersalze (Analytik) > Mercaptan: corpus mercurium captans = Quecksilber fällender Körper
• Oxidierbarkeit der Thiole - leichter oxidierbar als Alkohole - reduzierende Eigenschaften der Thiole bilden die Grundlage verschiedener Identitätsreaktionen - Oxidation von Thiolen unterscheidet sich von der Oxidation der Alkohole > bei der Oxidation von Thiolen ändert sich die Oxidationsstufe des Schwefels (bei Alkoholen entsprechende Änderung der OZ am C-Atom) - Thiole werden durch Luftsauerstoff und milde Oxidationsmittel (z.B. Iod) zu Disulfiden oxidiert (Cystein-Cystin-Redoxsystem) > normalerweise wird eine analoge Oxidation von Alkoholen zu Peroxiden nicht beobachtet (höhere Stabilität der S-S-Einfachbindung) - stärkere Oxidationsmittel (z.B. Wasserstoffperoxid) oxidieren Alkylmercaptane zu Alkylsulfonsäuren > intermediär entstehen Sulfen- und Sulfinsäuren
• Gewinnung von Alkanthiolen 1. durch Erhitzen von Alkylhalogeniden mit Alkalihydrogensulfid: C2H5Br + NaSH > C2H5SH + NaBr 2. durch alkalische Hydrolyse von S-Alkylthiouroniumsalzen (aus Halogenalkan und Thioharnstoff) 3. Hydrolyse von Thioacetaten R-X + Na+ + CCOS- (Keton)>(-NaX)>R-SCOC (Keton)>(Base)> R-SH + CCOO- 4. Reduktive Spaltung von Disulfiden: R-S-S-R >(Red.)> 2R-S-H
• Alkanthiole - Analytik 1. Salzbildung mit Schwermetallen: Quecksilber- und Bleimercaptide: 2 R-S-H + Pb2+ > (R-S)2Pb > PbS (fällt aus) R-S-R 2. Nachweis der reduzierenden Eigenschaften mit 2,6-Dichlorphenolindophenol (Tillmanns Reagenz). Entfärbung durch Reduktion des Chinonimins 3. Farbreaktion mit Dinatriumpentacyanonitrosylferrat(II) im Alkalischen 4. Reduktion von Tetrazoliumsalzen zu farbigen Formazanen (5. Semester) 5. Umsetzung mit Ellmanns-Reagenz (5. Semester)
• Pharmazeutisch relevante Alkanthiole - L-Cystein/L-Cystin: α-Aminocarbonsäuren - L-Cystein/L-Cystin ineinander umwandelbar - wichtiges biologisch reversibles Redoxsystem (Thiol/Disulfid) - in Keratin (Hauptprotein der Haare und Hornsubstanz) ist Cystin zu ca. 12% enthalten - Cysteamin: biogenes Amin (Decarboxylierungsprodukt von L-Cystein): > Cysteamin ist ein wesentlicher Bestandteil des Coenzym A, das an allen biochemischen Acylierungsreaktionen beteiligt ist > Coenzym A ist das Coenzym der Acyltransferasen (z.B. Cholin-Acetyltransferase), welche die Übertragung von Acylgruppen katalysieren: z.B. Acetyl-CoA="aktivierte Essigsäure" > Acetyl-CoA ist ein Thiolester mit energiereicher S-Acyl-Bindung, dessen Reaktivität in etwa mit der von Carbonsäureanhydriden vergleichbar ist >> Bsp.: Synthese von Acetylcholin aus Acetyl-CoA und Cholin H2N-CH2-CH2-SH  R-CO-S-CoA
• Pharmazeutisch relevante Alkanthiole - D-Penicillamin - Basistherapeutikum (Antirheumatikum, zur Bildung von Disulfiden mit körpereigenen Aminosäuren befähigt) - Antidot bei Metallvergiftungen (Komplexbildung mit Metallionen) - muss optisch rein sein, da L-Penicillamin allergische Reaktionen auslösen kann
• Pharmazeutisch relevante Alkanthiole - Dimercaprol Antidot bei Vergiftungen mit Schwermetallen (entwickelt als Antidot gegen einen arsenhaltigen Kampfstoff
• Pharmazeutisch relevante Alkanthiole - Captopril - ACE-Hemmer zur Therapie des Bluthochdrucks - es hemmt das ACE (Angiotensin Converting Enzyme, Metalloenzym) und damit u.a. die Bildung von Angiotensin II (Peptid, das den Blutdruck erhöht) > ist als Thiol zur Komplexbildung mit den Zentralion (Zn2+) im aktiven Zentrum des ACE's befähigt und hemmt auf diese Weise das Enzym
• Pharmazeutisch relevante Alkanthiole - Gluthathion (GSH) - Tripeptid aus Glycin, L-cystein, L-Glutaminsäure - nucleophile Eigenschaften durch freie SH-Gruppe > dient der Zelle zur Inaktivierung von elektrophilen Metaboliten und Radikalen (Bsp.: Halogenalkane, Hydroperoxide, Epoxide, α,β-ungesättigte Carbonylverbindungen) - nach Austritt von Glycin, Glutaminsäure und N-Acetylierung entstehen wasserlösliche Mercapturderivate (N-Acetylcystein-Konugate) > können dann mit dem Harn ausgeschieden werden
• Ether - allgemein - Dialkylether sind formal Derivate von Alkoholen > H-Atom der Hydroxy-Gruppe durch Alkylgruppe ersetzt - können auch als das Kondensationsprodukt von zwei Alkoholen oder als Anhydride der Alkohole verstanden werden
• Ether - Einteilung - einfache (symmetrische) Ether haben 2 gleiche Alkyl(aryl)gruppen - gemischte Ether haben zwei unterschiedliche Alkyl(aryl)gruppen - zusätzlich unterscheidet man cyclische Ether (z.B. Tetrahydrofuran, 1,4-Dioxan), Phenolether (R=Alkyl) und Diarylether
• Ether - Nomenklatur - Ether werden als Alkyloxyalkane behandelt - der kleienre Substituent gilt als Teil der Alkoxygruppe, der Größere Teil bildet den Stamm > Bsp.: Methoxyethan - alternativ: Bezeichnung der Alkylgruppen+Ether (Verbindungsklasse): Ethylmethylether
• Ether - Eigenschaften - Dialkylether sind reaktionsträge > stellen gute Lösungs- und Extraktionsmittel dar - bilden keine intramolekularen H-Brücken > daher liegen Siede- und Schmelzpunkte niedriger als die der jeweiligen Alkohole > keine H-Brücken-Donatoren aber -Akzeptoren - Wasserlöslichkeit in der Regel gering > Ausnahmen: z.B. Methoxymethan, cyclische Ether wie THF und 1,4-Dioxan - Ether neigen beim Stehen an der Luft (Sauerstoffeinwirkung) zur Bildung von Peroxiden und Hydroperoxiden (Autoxidation=radikalische Kettenreaktion, katalysiert u.a. durch Licht, Schwermetallionen)  
• Ether - Autoxidation - Prüfung auf Peroxide/Hydroperoxide (Reinheitsprüfung) mit KI-Stärkepapier - Phenolether (Arylalkylether) sind reaktiver als Dialkylether (leichtere Hydrolyse) und unterscheiden sich von den entsprechenden Phenolen > (keine Säuren, weniger oxidationsempfindlich, geringere Reaktivität gegenüber Elektrophilen, geben keine Fe(III)-chlorid Reaktion)
• Kronenether - besitzen ungewöhnliche Löseeigenschaften und können einfache Kationen aufnehmen (komplexieren) - Kaliumpermanganat wird auf diese Weise z.B. löslich in Benzen, sodass man Oxidationen in diesem Lösungsmittel vornehmen kann (Wirt-Gast-Beziehung) - 18[Krone]-6: 18 Ringatome, 6 O-Atome
• Oxiran Oxacyclopropan - wird durch Nucleophile leicht geöffnet (z.B. Ammoniak, Amine, Thiole) - ist das Oxiran substituiert, erfolgt der Angriff des Nucleophils regioselektiv am weniger substituierten C-Atom
• Ether - Herstellung - Williamson-Synthese Umsetzung von Alkalialkoholaten oder Alkaliphenolaten mit Alkylhalogeniden (Alkylhalogenid sollte primär sein, SN2-Reaktion), Dialkylsulfaten und p-Toluensulfonsäureestern > diese Methode ermöglicht auch die Gewinnung von gemischten und cyclischen Ethern (intramolekulare Williamson-Synthese) R-O- + Na+ + X-R1>(-NaX)>R-O-R1 - Nebenreaktionen bei Verwendung von sekundären Halogenalkanen: Eliminierung von HX unter Bildung von Alkenen Isopropylhalogenid + H3C-O- + Na+ >(-NaX)> H3C-CH=CH2 + H3C-OH
• Ether - Herstellung - saure Veretherung - Ethersynthese aus Alkoholen in Gegenwart von Mineralsäuren - beim Erhitzen von Alkoholen in Gegenwart von Schwefelsäure entstehen einfache (symmetrische) Ether z.B. bei 130°C - wenig Bedeutung im Labormaßstab - großtechnische Bedeutung - bei höheren Temperaturen kommt es zur Dehydratisierung R-O-H <(H+)> R-O+H2 <(+R-OH, -H2O)> R-O+H-R <(-H+)> R-O-R
• Bildung von sekundären und tertiären Oxoniumsalzen Umsetzung von Ethern mit BF3 (Lewissäure) führt zu Bortrifluorid-Etherat, das mit Alkylfluoriden zu tert. Oxonium.tetrafluoroborat umgesetzt werden kann - tert. Oxoniumsalze sind gute Alkylierungsmittel
• Ether - Analytik 1. aliphatische Ether meist unter Oxoniumsalzbildung in konz. HCl löslich - Salze zerfallen beim Verdünnen mit Wasser - Phenolether bilden nur mit konz. Schwefelsäure Oxoniumsalze, wobei teilweise Sulfonierung des aromatischen Kerns stattfindet 2. Saure Etherspaltung - Spaltung von Dialkylethern erfolgt in Gegenwart starker Säuren (meist HBr oder HI (SN2)) unter Bildung von Alkylbromiden/-iodiden - Zeisel-Methode: Etherspaltung mit HI und Bestimmung des betr. Iodalkans mit Silbernitrat R-O-R +HI <>R-O+H-R + I- <> R-I + R-OH - Alkyliodide können durch Destillation isoliert werden und als S-Alkyl-thiouroniumpikrate nach Reaktion mit Thioharnstoff nachgewiesen werden - auch nach der Etherspaltung mit HBr gelingt die Identifizierung als S-Alkyl-thiouroniumpikrat - Phenolether können bereits unter milden Bedingungen gespalten werden, z.B. mit Pyridiniumchlorid (abweichende Analytik)
• Pharmazeutisch relevante Ether 1. Inhalationsnarkotika - Diethylether C2H5-O-C2H5 - Enfluran F2CH-O-CF2CHFCl - Isofluran F2CH-O-CHClCF3 2. Levothyroxin: α-Aminosäure mit Diphenylether- und Hydrochinon-Partialstruktur, Schilddrüsenhormon zur Substitutionstherapie bei Schilddrüsenunterfunktion 3. Tocopherolacetat: α-Tocopherol=Vitamin E, cyclischer Ether (Chromanderivat, Hydrochinon-Teilstruktur = oxidationsempfindlich) 4. Pharmazeutisch relevante Phenolether: z.B. Codein=Methylether des Morphins
• Sulfide (Thioether) - Dialkylsulfide (Thioether) = schwefelhaltige Analoga der Ether - leiten sich formal von H2S durch Austausch beider H-Atome durch Alkylgruppen ab - man unterscheidet sich zw. einfachen (symmetrischen) und gemischten Thioethern, es gibt auch cyclische Sulfide, Alkylarylsulfide und Diarylsulfide - Nomenklatur: > Thioether werden als Sulfide (nicht als Thioether) aufgefasst, z.B. Diethylsulfid > in Gegenwart einer Gruppe höherer Priorität "Thio" als Präfix, z.B. 2,2'-Thiodiethanol
• Unterschiede zw. Ethern und Thioethern - S verfügt im Vergleich zu O: > über d-Orbitale > geringere EN > größeren Atomradius Thioether sind in Wasser unlösliche, penetrant riechende Flüssigkeiten
• Herstellung von Thioethern 1. durch Alkylierung von Alkanthiolaten mit Halogenalkanen (SN2) 2. durch Erhitzen von Kaliumsulfid mit Alkylhalogeniden (einfache Thioether)
• Herstellung von Thioethern durch Alkylierung von Alkanthiolaten mit Halogenalkanen (SN2) - einfache und gemischte Thioether können durch Alkylierung von Alkanthiolaten mit Halogenalkanen gewonnen werden (SN2) - als Nebenprodukte können sich Sulfoniumsalze bilden > besonders bei Verwendung von überschüssigem Halogenalkan R-S- Na+ + X-R1 >(-NaX)> R-S-R1 - präparativ entstehen Sulfoniumsalze durch Alkylierung von Thioethern mit Halogenalkanen - das Sulfid wird aufgrund der hohen Nucleophilie des Schwefelatoms leicht alkyliert (S ist trivalent) R-S-R + X-R > R3S+ X- - Sulfoniumsalze sind gute Alkylantien > S-Adenosylmethionin (aus ATP und Methionin) stellt ein körpereigenes Methylierungsreagenz dar und ermöglicht die schonende Methylierung von Nucleophilen >> Bsp.: Biotransformation von Brenzcatechinen z.B. Adrenalin, Noradrenalin; Synthese von Cholin aus Colamin (2-Aminoethanol) CH3-SH-CH2-CH2-CH(-NH2)-CO2H >(ATP)> S-Adenosylmethionin ("aktives Methyl"): (CH3, R)S+-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH - chirale Sulfoniumsalze dienen zur Racemattrennung

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