11.7 KB · ⇊ 4 parts · ⤓ Micron 11.7 KB · ⤓ HTML 17.9 KB

top

Die nukleophile Addition (kurz AN) (siehe dazu: Nukleophilie) ist ein Reaktionsmechanismus in der organischen Chemie, bei dem ein Nukleophil (Anion oder Lewis-Base) eine Mehrfachbindung angreift. Das Nukleophil wird der angegriffenen Verbindung hinzugefügt (Addition). Es findet kein Austausch von Atomen oder Atomgruppen statt (vergleiche mit: Substitution).cite-ref-buch-1-0[1]

• Edukte

• Nukleophil

• Mehrfachbindungen

• Reaktionsverlauf

• Nukleophile Addition an C-C-Mehrfachbindungen

• Nukleophile Addition an C-X-Mehrfachbindungen

• Beispiele

• Nukleophile Addition an C-C-Mehrfachbindungen

• Nukleophile Addition an C-X-Mehrfachbindungen

• Einzelnachweise

Als Nukleophile können die verschiedensten Verbindungen eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um elektronenreiche, meist freie Elektronenpaare enthaltende, Moleküle oder Anionen (siehe unten: Beispiele).

Nukleophile Additionen können an unterschiedlichen Typen von Mehrfachbindungen stattfinden:

1. Addition an C=C-Doppelbindungencite-ref-singh-2-0[2]

2. Addition an C≡C-Dreifachbindungen

3. Addition an konjugierte C-C-Mehrfachbindungen

4. Addition an C-X-Mehrfachbindungen

Die Addition des Nukleophils ist normalerweise thermodynamisch kontrolliert; das Nukleophil wird so an die Mehrfachbindung angelagert, dass ein möglichst stabiles Anion resultiert (vergleiche hierzu die Begründung der Markownikow-Regel). Die Stabilisierung erfolgt bei C-X-Mehrfachbindungen durch die Heteroatome selbst, bei substituierten CC-Mehrfachbindungen durch induktive Einflüsse von Substituenten, besonders aber durch Substituenten mit −M-Effekt. Da solche Substituenten gleichzeitig das entferntere C-Atom der Doppelbindung positivieren, ist die Addition an diesem auch kinetisch begünstigt.

Der erste Schritt bei dieser Reaktion besteht in dem Angriff des Nukleophils unter Bildung eines Carbanions:

Im zweiten Schritt reagiert das Carbanion mit einem Elektronenakzeptor, meist einem Proton:

Die Bildung des Carbanions wird stark begünstigt, wenn die Substituenten dieses durch Mesomerie stabilisieren können. Man spricht dann von einer Michael-Addition, wobei das Nukleophil das Anion einer CH-aciden Verbindung ist.

CX-Mehrfachbindungen kommen in folgenden Atomgruppen vor:

• Carbonylgruppecite-ref-buch2-3-0[3]

• Thiocarbonylgruppecite-ref-comprehensive-4-0[4]

• Isocyanatgruppecite-ref-katritzky-5-0[5]

• Azomethingruppe

• Cyanogruppe

• Isocyanogruppecite-ref-katritzky-5-1[5]

Hier kann ein Nukleophil am Kohlenstoff einer CX-Mehrfachbindung angreifen. Die andere Möglichkeit ist, dass zunächst das elektronenziehende Heteroatom in einem vorgelagerten Gleichgewicht protoniert wird und anschließend das Nukleophil am Kohlenstoff bindet.

• Addition von Ammoniak oder Aminen

• Addition von Cyanwasserstoff

• Michael-Addition

Die einzelnen nukleophilen Additionen an C-X-Mehrfachbindungen können anhand des angreifenden Nukleophils in Gruppen eingeteilt werden:

• Addition von primären Aminen: Diese Reaktion führt zu einer einem Halbacetal entsprechenden Verbindung (Halbaminal), die in einer Folgereaktion unter Wasserabspaltung in ein Azomethin übergeht.

• Addition von sekundären Aminen: Diese Reaktion führt letztendlich zu einem Enamin.

• Addition von Hydrazin

• Addition von Hydroxylamin

• Mannich-Reaktion

• Thioacetal-Bildung

• Bisulfitaddition

• Aldolreaktion

• Benzoin-Addition

• Cyanhydrin-Synthese

• Knoevenagel-Kondensation

• Perkin-Reaktion

• Reformatzki-Reaktion

• Stobbe-Kondensation

• Strecker-Synthese von Aminosäuren

• Wittig-Reaktion

cite-note-buch-11. ↑ Benno Krieg, Christoph Janiak: Chemie für Mediziner. 2004, ISBN 3-11-017999-7 (Seite 259 nukleophile Additionen bei Aldehyden und Ketonen in der Google-Buchsuche).

cite-note-singh-22. ↑ Singh: Advanced Organic Chemistry: Reactions And Mechanisms. Pearson, 2004, ISBN 978-81-317-1107-1 (Seite 193 nucleophilic addition to alkenes and alkynes in der Google-Buchsuche).

cite-note-buch2-33. ↑ Marye Anne Fox, James K. Whitesell: Organic chemistry. 2004, ISBN 0-7637-2197-2 (Seite 571ff nucleophile, addition or substitution at carbonyl groups in der Google-Buchsuche).

cite-note-comprehensive-44. ↑ Alan R. Katritzky, Stanley M. Roberts, Otto Meth-Cohn,Charles Wayne Rees: Comprehensive organic functional group transformations. 1995, ISBN 0-08-042322-1 (Seite 286 in der Google-Buchsuche).

cite-note-katritzky-55. ↑ Alan R. Katritzky: Advances in heterocyclic chemistry, Band 95. 2008, ISBN 978-0-12-374272-8 (Seite 70 in der Google-Buchsuche).