Lernzettel Aromaten

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durch Atome oder Atomgrippen, so gelangt man zu den Derivaten des Benzols. Die Benennung erfolgt nach der Stellung der beiden Substituenten zueinander als ortho-(unmittelbar benachbart), meta- (durch ein C-Atom getrennt) und para- (gegenüberliegend. Auch Benzol-Derivate können mit Elektrophilen reagieren, wobei der Erst substituent die Reaktionsgeschwindigkeit (Reaktivität) und den Ort der Zweitsubstitution beeinflusst. - OH -OR -NH₂ -Alkylrest -CI Erst substituent Induktive-Me somerereffekt Reaktivität im Vergleich Benzol Dirigiert nach -Br -NO₂ - CHO -503 H -COOH Br -COOR NO₂ fromiering -I<+M +I <I> + M SQ₂H -I vnd -M Aculierung Alkulierung viel größer größer geringer viel geringer ortho & para ortho & para ortho & para meta Ortho metha 101 para ortho metha Sigmabindung = Einfachbindung o Pibindung zweifachbindung T Elekrophile Substitution Bei der elektrophilen Substitution wird an elektrophiler Substituent ausgetauscht. Substitventen die sich in diesem Fall anbieten würden, sind alle Moleküle oder Atome mit einer positiven Ladung. Moleküle mit einer positiven ladung lieben so gesehen Elektronen, also sind elektrophil (elektro - Elektronen, phil = liebend). wichtig für die elekrophile Substitution ist, dass der Substituent an einem Molekul ausgetauscht wird, was besonders viele Elektronen hat. Dirigierende Wirkung Je nachdem welche Gruppe schon vorher an einem aromatischen Ring dran hängt, kann man eine dirigierende Wirkung beobachten Das heißt, dass der Substituent am Ring bestimmen kann, wo sich ein anderer Substituent anlagert. Bei zwei entgegen gesetzten vorzeichen überwiegt immer der M-Effekt. Dieses Verhalten kann unterteilt werden in den und • M-Effekt (Mesomerie - Effekt) bei dem Elektronenpaare venschoben •I-Effekt (Induktiven - Effekt) bei dem im übergangszustand Ladungen versch oben. Positiver me somerer Effekt (+ M- Effekt) Bei dem +M-Effekt kann ein freies Elektronenpaar in den Ring geklappt werden, um die Elektronendichte in der ortho- und der para-Position zu erhöhen. Ein Beispiel dafür ist eine Methoxy-Gruppe. 6- [8-8-8-8] Negativer mesomerer Effekt (-M-Effekt) substituenten mit negativem Mesomerie effekt (-M-Effekt) erschweren den Angriff des zweitsubstituenten durch Herabsetzung der Elektronen dichte des Rings. Um ge kehrt zu dem *M-Effekt, kann beim -H-Effekt ein Elektronenpaar aus dem Ring herausgezogen werden. Eine Gruppe die Elektronen aus dem Ring herausziehen kann, sind zum Beispiel die Carbonsäuren. Dadurch wird die Meta - Position bevorzugt. 10 ४४-४-४-४] Bei dem +I-Effekt wird etwas Elektronendichte abgegeben. Das heißt, dass ein Teil der Elektronen dichte und kein gesamtes Elektronenpaar abge- geben wird. Mögliche Substituenten mit einem +I-Effekt sind vor allem Alkylreste wie zum Beispiel Methyl- oder Ethyl-Gruppen. Positiver sommerer Effekt (+I-Effekt) Negativer isomerer Effekt (-I-Effekt) Anilin Der -I-Effekt entsteht durch eine elektroziehende Gruppe. Dabei haben überwiegend Elemente mit einer hohen Elektronegativität einen -I-Effekt. Beispiele für den -I-Effekt sind Elemente aus der Reine der Halogene oder Chalkagene. H-N-H 10 H-N-H A Benzaldehyd H-N-H 6[6-6-6-6] 6 [6-8²-8²-8"] +M-Effekt (ortho/para) -M-Effekt (meta) 희 Beispiele Das einfachste Beispiele für eine elektrophile substitution, ist die Substitution an einem Benzol. Bromid substituiert, dabei. wird zunächst das elementare Brom mithilfe eines katalysa- tors in ein negatives Bromid-Anion und ein. Bro monium-kation aufgespalten Br Br Katalysates Br" Br An einem Benzol wird in diesem. Jetzt kann @ ICII der Aromat Durch die Bindung zu dem Brom-kation wird die Aromatizität des Rings zerstört, da jetzt im Ring eine positive Ladung vorliegt. Statt einem Aromaten, hat sich hier ein Sigma-komplex gebildet, in dem. eine positive Ladung besteht. um anschließend wieder die Aromatizität herzustellen, Spaltet sich ein positiv geladenes Wasserstoffatom ab. ☺for Erzeugung eines Elektropils Es gibt 2 Möglichkeiten ein Elektrophil zu erzeugen: @ über b) c-c-c + + Br' Eliminierung -H₂ (katalysator) ICII Protolyse von Phenol: + ICI Protolyse von Benzoesäure: das Brom-kation angreifen. Dadurch wandert die positive Ladung des Brom-kation A1-C11 →→→---- + ALCLY Elektrophil x=d-c- OH | Brl O protolyse Generell gilt: Aromat + Wasser → Molekül mit Ladung Beispiele: Protolyse von p-Nitrophenol: o Benzoesaure Fall ein NO₂ + H₂O + br →→→→ > ---- ~ Elektrophil H20 wasser H₂O — 101 O 6 über ein Alken Dico O Benzorate + + 101 NO₂ H Br ein Halogenalkan M₂0 H30* (Säure 1 + Base 1 + H30 H₂0 in den Ring Base 2 + Säure 2) ~~synthese planung Schritt 1: Aufstellen der Reaktionsgleichung Schritt 2: Erzeugung des Elektrophils (Polarisierung) Schritt 3: Elektrophiler Angriff: Aromat + Elektrophil Schritt 4: Rearomatisierung: Bildung des Aromaten. Beispiel: Teilschritte: Alkylierung, Chlorierung, Nitrierung, Bromierung etc. (Derivatenstern) COOH O 3-C1-Benzoesaure Alkylierung Sex (Aktivierung) CH3 1) 2) 4-C1-Benzoesăvre COOH § ICII COOH Chlorierung COOH O Chlorierung CH₂ O ICI Ox o cil COOH O Icil Reaktion Smechanismus.