Reaktion von Ethanol und Schwefelsäure?


29.11.2021, 11:26

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2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Ja, es kann eine Esterbildung auftreten, aber Deine Formel für Ethylhydrogensulfat hat ein O-Atom zu wenig:

C₂H₅–OH + HO–SO₂–OH ⟶ C₂H₅–O–SO₂–OH + H₂O

Damit die Reaktion wirklich so abläuft, muß man Konzentrationen und Tem­peratur sorgsam kontrollieren. Steigt die Temperatur zu sehr, bekommt man stattdessen Di­ethylsulfat

2 C₂H₅–OH + HO–SO₂–OH ⟶ C₂H₅–O–SO₂–O–C₂H₅ + 2 H₂O

und mit anderen Konzentrationen und noch höheren Temperaturen treten Reaktio­nen auf, bei dem aus Ethanol einfach Wasser abgespalten wird, das von der H₂SO₄ ge­bun­den wird. Als Produkte bilden sich Diethylether und, bei besonders aggressi­ven Be­din­gun­gen, Ethen:

2 C₂H₅OH ⟶ C₂H₅–O–C₂H₅ + H₂O

C₂H₅OH ⟶ C₂H₄ + H₂O

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
Vvvvvvvvvvv 
Fragesteller
 29.11.2021, 11:05

wie zeichnet man C₂H₅–O–SO₂–OH? ich bin irgendwie mit der strukturformel durcheinander gekommen

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indiachinacook  29.11.2021, 11:13
@Vvvvvvvvvvv

Du hast eine SO₂-Gruppe (also ein Schwefel mit zwei doppelt gebundenen O-Atomen), flankiert von zwei zweibindigen Sauerstoffen.

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Vvvvvvvvvvv 
Fragesteller
 29.11.2021, 11:49
@indiachinacook

das ist ja die nuleophile Addition.. aber wo ist das H+ , das dann mitreagiert?

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indiachinacook  29.11.2021, 12:09
@Vvvvvvvvvvv

H₂SO₄ + C₂H₅–OH ⟶ HSO₄⁻ + C₂H₅–O⁺H₂

Im ersten Schritt wird der Alk protoniert; das erhöht seine Reaktivität gegenüber nukleo­philer Substitution, weil H₂O eine bessere Abgangsgruppe ist als OH⁻. Im zweiten Schritt greift das Hydro­gen­sulfat (mit dem O) am C an und verdrängt das Wasser:

HSO₄⁻ + C₂H₅–O⁺H₂ ⟶ C₂H₅–SO₄H + H₂O

(NB: Die Schreibweisen –O–SO₂–OH und –SO₄H sind natürlich gleichwertig; ich habe hier die kürzere genommen, damit man den Zusammenhang mit dem HSO₄⁻-Ion klarer sieht)

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indiachinacook  29.11.2021, 12:41
@Vvvvvvvvvvv

Da wird nix addiert (keine Doppelbindung in Sicht). Nucleophile Addition tritt an Carbonyl­verbindungen auf, nicht bei Alkoholen. Ein klassisches Beispiel ist die Addition von Hydrogensulfit an Aldehyde — das greift aber mit dem S an, so daß eine α-Hydroxysulfonsäure (mit C–S-Bindung) entsteht:

R–CO–H + HSO₃⁻ ⟶ R–C(OH)H–SO₃⁻

Das X–SO₃⁻ ist dabei das Anion der Sulfonsäure X–SO₃H = X–SO₂–OH

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Vvvvvvvvvvv 
Fragesteller
 29.11.2021, 13:03
@indiachinacook

ah okay.. ich dachte iwi man muss die nucleophile Addition anwenden, weil das mein thema in der schule ist

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Einfach logisch weiterdenken:

Zunächst mal wäre ein Schwefelsäureester durchaus stabil. Bei großem Überschuß Schwefelsäure ist hier zunächst Ende Gelände.

Bei großem Überschuß Ethanol bildet sich der Di-Ester.

Ganz allgemein sind Schwefelsäureester sehr gute Alkylierungsmittel. Das bekannteste dürfte das Dimethylsulfat sein. Mit der Kettenlänge nimmt die Reaktivität ab, aber beim Ethyl-Rest sehe ich keine Probleme. Der ist glaube ich für Biologen interessant.

m.f.G.

anwesende