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Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�1 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
Br Br
Bromierung von Cycloalkenen
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�2 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• ---?
Bromierung von Cycloalkenen
Br
Brδ+
δ-
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�3 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• Bildung des lockeren pi-Komple-xes.
Bromierung von Cycloalkenen
Br
Brδ+
δ-
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�4 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• Bildung des lockeren pi-Komple-xes.
• ---?
Bromierung von Cycloalkenen
Br+
Br -
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�5 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• Bildung des lockeren pi-Komple-xes.
• Heterolytische Trennung des Brom-Moleküls und
• Bildung des etwas stabilerensigma-Komplexes.
Bromierung von Cycloalkenen
Br+
Br -
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�6 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• Bildung des lockeren pi-Komple-xes.
• Heterolytische Trennung des Brom-Moleküls und
• Bildung des etwas stabilerensigma-Komplexes.
• ---?
Bromierung von Cycloalkenen
Br
+
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�7 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• Bildung des lockeren pi-Komple-xes.
• Heterolytische Trennung des Brom-Moleküls und
• Bildung des etwas stabilerensigma-Komplexes.
• Delokalisierung der positiven Ladung.
Bromierung von Cycloalkenen
Br
+
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�8 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• Bildung des lockeren pi-Komple-xes.
• Heterolytische Trennung des Brom-Moleküls und
• Bildung des etwas stabilerensigma-Komplexes.
• Delokalisierung der positiven Ladung.
• ---?
Bromierung von Cycloalkenen
Br
+
Br -
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�9 32
• Zufällig kommt ein Br2-Molekül in die Nähe der elektronenreichen Doppelbindung.
• Bildung des lockeren pi-Komple-xes.
• Heterolytische Trennung des Brom-Moleküls und
• Bildung des etwas stabilerensigma-Komplexes.
• Delokalisierung der positiven Ladung.
• Angriff eines Bromid-Ions von der Rückseite!
Bromierung von Cycloalkenen
Br
+
Br -
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� /�10 32
• ---?Bromierung von Cycloalkenen
Br
Br
83% Ausbeute
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� /�11 32
• Bildung von trans-1,2-Dibrom-cyclohexan als Hauptprodukt.
Bromierung von Cycloalkenen
Br
Br
83% Ausbeute
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�12 32
• Bildung von trans-1,2-Dibrom-cyclohexan als Hauptprodukt.
• cis-1,2-Dibrom-cyclohexan ent-steht so gut wie nicht.
Bromierung von Cycloalkenen
Br
Br
17% Ausbeute
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� /�13 32
• Bildung von trans-1,2-Dibrom-cyclohexan als Hauptprodukt.
• cis-1,2-Dibrom-cyclohexan ent-steht so gut wie nicht.
Bromierung von Cycloalkenen
Br
Br
17% Ausbeute
Was ist damit eigentlich
bewiesen?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�14 32
• Bildung von trans-1,2-Dibrom-cyclohexan als Hauptprodukt.
• cis-1,2-Dibrom-cyclohexan ent-steht so gut wie nicht.
Bromierung von Cycloalkenen
Br
Br
17% Ausbeute
Damit ist bewiesen, dass Bromid-Ionen tatsächlich einen Rückseitenangriff durchführen.
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� /�15 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
Drei verschiedene Alkene wurden bromiert. Die Zeit bis zur völligen Entfärbung des Broms wurde gemessen.
Erklären Sie die vorliegenden
Befunde!
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� /�16 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
---?
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© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�17 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
Die Elektronendichte der Doppelbindung wird erhöht.
---?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�18 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
Die Elektronendichte der Doppelbindung wird erhöht.
Das Alken wird reaktiver!
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�19 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
Die Elektronendichte der Doppelbindung wird erhöht.
Das Alken wird reaktiver!
---?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�20 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
Die Elektronendichte der Doppelbindung wird erhöht.
Das Alken wird reaktiver!
Kein induktiver Effekt der beiden H-Atome.
Die Elektronendichte wird nicht erhöht.
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�21 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
Die Elektronendichte der Doppelbindung wird erhöht.
Das Alken wird reaktiver!
Kein induktiver Effekt der beiden H-Atome.
Die Elektronendichte wird nicht erhöht.
---?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�22 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
Die Elektronendichte der Doppelbindung wird erhöht.
Das Alken wird reaktiver!
Kein induktiver Effekt der beiden H-Atome.
Die Elektronendichte wird nicht erhöht.
-I-Effekt der beiden Chlor-Atome.
Die Elektronendichte wird verringert.
Das Alken wird weniger reaktiv.
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�23 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
+I-Effekt der beiden Methyl-gruppen.
Die Elektronendichte der Doppelbindung wird erhöht.
Das Alken wird reaktiver!
Kein induktiver Effekt der beiden H-Atome.
Die Elektronendichte wird nicht erhöht.
-I-Effekt der beiden Chlor-Atome.
Die Elektronendichte wird verringert.
Das Alken wird weniger reaktiv.
Was ist damit eigentlich
bewiesen?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�24 32Bromierung von Alkenen
C CH3C
H5C2
CH3
C2H5
0,3 Sekunden
C CCl Cl
7 Minuten
H5C2 C2H5C C
H
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
Die Elektronendichte an der C=C-Doppelbindung spielt eine entscheidende Rolle bei der elektrophilen Addition.
Je höher die Elektronendich-te, desto reaktiver das Alken.
Was ist damit eigentlich
bewiesen?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�25 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
2 Sekunden
C CH
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
Lösemittel für Brom: Tetrachlormethan CCl4.
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH.
3-Hexen wurde bromiert. Die Zeit bis zur völligen Entfärbung des Broms wurde gemessen.
Erklären Sie die vorliegenden
Befunde!
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�26 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
2 Sekunden
C CH
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
Lösemittel für Brom: Tetrachlormethan CCl4.
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH.
In polaren Lösemitteln wie Ethanol wird der induzierte Br2-Dipol stabilisiert, daher bildet sich das Bromonium-Ion schneller. In unpolaren Lösemitteln wie CCl4 tritt dieser Lösemitteleffekt nicht auf.
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� /�27 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
2 Sekunden
C CH
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
Lösemittel für Brom: Tetrachlormethan CCl4.
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH.
In polaren Lösemitteln wie Ethanol wird der induzierte Br2-Dipol stabilisiert, daher bildet sich das Bromonium-Ion schneller. In unpolaren Lösemitteln wie CCl4 tritt dieser Lösemitteleffekt nicht auf.
Was ist damit eigentlich
bewiesen?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
© Ulrich Helmich 2015 bis 2017
� /�28 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
2 Sekunden
C CH
H5C2
H
C2H5
4 Sekunden
Lösemittel für Brom: Tetrachlormethan CCl4.
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH.
Bei der elektrophilen Addition - zumindest bei der Bromierung - induziert die Doppelbindung im Br2-Molekül einen Dipol. Damit ist ein entscheidender Schritt des AE-Mechanismus bewiesen!
Was ist damit eigentlich
bewiesen?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�29 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH + etwas H2O.
3-Hexen wurde bromiert. Neben 3,4-Dibrom-hexan erhielt man 3-Brom-hexan-4-ol und 4-Brom-hexan-3-ol.
Erklären Sie die vorliegenden
Befunde!
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�30 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH + etwas H2O.
Wasser kann durch Autoprotolyse OH--Ionen und H3O+-Ionen bilden.
Die OH--Ionen können nun das Bromoni-um-Ion von der Rückseite angreifen, und es entsteht ein Gemisch aus • 3,4-Dibrom-hexan, • 3-Brom-hexanol-4 und • 4-Brom-hexanol-3.
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�31 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH + etwas H2O.
Wasser kann durch Autoprotolyse OH--Ionen und H3O+-Ionen bilden.
Die OH--Ionen können nun das Bromoni-um-Ion von der Rückseite angreifen, und es entsteht ein Gemisch aus • 3,4-Dibrom-hexan, • 3-Brom-hexanol-4 und • 4-Brom-hexanol-3.
Was ist damit eigentlich
bewiesen?
Chemie Q1 / 4. Reaktionswege der organischen Chemie / 4.2 Alkene und elektrophile Addition
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� /�32 32Bromierung von Alkenen II
C CH
H5C2
H
C2H5
Lösemittel für Brom: Ethanol C2H5OH + etwas H2O.
Es wurde ein wichtiger Teilschritt der elek-trophilen Addition bewiesen:
Es bildet sich im Laufe der AE ein positiv geladenes Carbenium-Ion, an das sich ne-gativ geladene Hydroxid-Ionen anlagern können.