intramolekulare Halbacetalbildung?

3 Antworten

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Ja, das ist eine „nukleophile Addition“: Der rote Sauerstoff, der ja eine negative Par­ti­al­ladung trägt, greift den Kohlenstoff an, der wegen des elektronegativen Sauerstoff-Nachbarn (grün) teilweise positiviert ist. Danach hüpft das H vom roten zum grünen Sauerstoff.

In der organischen Chemie gibt es Millionen solcher Reaktionsmechanismen, und das ist einer der einfachsten und grundlegendsten. Die Organiker haben da eine sehr ro­bu­ste und hemdsärmelige Terminologie, oft mit gebogenen Pfeilchen, die angeblich an­zeigen, was die Elektronen vermeintlich machen. Eine Freundin von mir hat das um Studium mal flapsig so kommentiert: In der Organischen Chemie geht es eh nur dar­um, ob der Sticki jetzt von links oder von rechts angreift.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Chemiestudium mit Diss über Quanten­chemie und Thermodynamik
sarah12332 
Fragesteller
 07.01.2020, 14:52

danke schonmal, aber mir ist noch nicht ganz klar weswegen das wasserstoffatom mitwandert

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indiachinacook  07.01.2020, 15:12
@sarah12332

Das ist eine simple Säure–Base-Reaktion: Nach dem Angriff des roten O und dem Ring­schluß haben wir einen dreibindigen roten O (wie H₃O⁺) und einen einbin­di­gen grü­nen O (so wie OH⁻). Und genauso wie H₃O⁺+OH⁻ zu zwei H₂O (mit zwei­bin­di­gem O) re­agie­ren, gibt es dann auch hier eine Art intramolekulare Neu­tra­li­sa­tions­reak­tion.

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sarah12332 
Fragesteller
 07.01.2020, 16:40
@sarah12332

und ich habe noch eine andere Frage. Wieso genau passiert diese nucleophile Addition an dem C5 Atom und keinem anderem ? Es sind ja alle gleich aufgebaut ( außer C6 mit dem Rest)

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indiachinacook  07.01.2020, 16:45
@sarah12332

Der Sauerstoff am C₅ tut sich am einfachsten, an den C₁ heranzukommen, weil dabei ein entspannter Sechsring entsteht. Fünfringe sind auch entspannt, und man­che Zucker bil­den daher auch cyclische Formen mit Fünfring (z.B. Fructose), vermutlich aus Grün­den, die mit ein Details der räumlichen Struktur zusammen­hängen. Dagegen sind Drei-, Vier- und Sieben­ringe bekannt dafür, daß sie sich nur ungerne bilden.

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sarah12332 
Fragesteller
 07.01.2020, 17:35
@indiachinacook

warum ist das rote O dreibändig und das grüne O einbindig ? Nimmt das rote dem grünen ein elektronenpaar weg, wenn es nucleophil am C angreift

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indiachinacook  07.01.2020, 18:05
@sarah12332

Nach dem nukleophilen Angriff hast Du schon fast die Endstruktur, nur daß der Wasserstoff noch am roten O sitzt und nicht am grünen.

Beachte, daß die türkisen Pfeile nicht die Wanderung der Atome beschreiben, sondern die der Elektronen.

  • Der Pfeil vom roten O zum Carbonyl-C bedeutet, daß das einsame Elek­tronen­paar des roten O eine Bindung zum Carbonyl-C eingeht (dadurch wird der rote O dreibindig),
  • der Pfeil vom Carbonyl-C zum grünen O bedeutet, daß eine Kom­po­nen­te der Doppel­bindung zu einem einsamen Elektronenpaar am grünen O wird, also wird der grüne O einbindg
  • der letzte Pfeil vom grünen O zum roten H zeigt dann die Bin­dung an, die zwi­schen den beiden ausgebildet wird; dadurch wird der grüne O wieder zwei­bindig
  • und eigentlich müßte noch ein weiterer Pfeil eingezeichnet werden: Das bin­den­de Paar zwischen dem roten O und rotem H zieht sich zum roten O zu­rück, womit der rote O wieder zweibindig wird.

Elektronen als Pfeile zu schreiben, ist ein schräges Hobby der Organiker. Da ich selbst keiner bin, lächle ich nur milde darüber.

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sarah12332 
Fragesteller
 08.01.2020, 07:47
@indiachinacook

verste noch immer nicht ganz,weshalb das rote O plötzlich dreibändig ist nach der nucleophilen addition ? es greift ja mit seinem freuen elektronenpaar an, dann müsste er doch einbindig sein, Soher kommen die 2 weiteren Elektronenpaare ?

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indiachinacook  08.01.2020, 07:55
@sarah12332

Da rote O ist an den C₅ gebunden und an den roten H. Mit seinem einsamen Elektronenpaar greift er den C₁ an und bildet eine Bindung zu ihm. Also hat er jetzt insgesamt drei Bindungen.

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In der Organik kannst Du quasi alles über die Elektronegativität der beteiligten Elemente erklären: der doppelt gebundene Sauerstoff zieht die Bindungselektronen vom ab und läßt ein fast nackisches C übrig, das entsprechend nucleophol angegriffen werden kann - und das macht das freie Elektronenpaar der OH-Gruppe (-> ein 6-Ring wird gebildet) Und da der Sauerstoff auf seine volle Elektronenausstattung besteht, schmeißt er den Wasserstoff weg. Das zum Carbonyl-O hochgeklappte Elektronenpaar fängt ihn aber dankbar wieder auf.

Ein gutes Beispiel für einen recht schlecht ausgeführten Reaktionsmechanismus. Steht auf Wiki- oder Chemgapedia bestimmt ausführlicher und besser beschrieben. Ansonsten nimmt man den P. Sykes.

cg1967  07.01.2020, 23:23
nucleophol

Ist das ein Bastard?

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