Heterocyclen
Inhaltsverzeichnis Einleitung Einteilung der Heteroyclen Hückel-Regel Eigenschaften der Heteroaromaten Synthesestrategien Diels-Alder-Reaktion
Einleitung Von den heute ca. 20 Millionen organischer Verbindungen, die in Chemical Abstracts beschrieben sind, sind ca. 50% Heterocyclen. Heterocyclen sind allgemeine ringförmige Verbindungen mit mindestens einem Heteroatom (meist N, S oder O)
Einteilung der Heterocyclen Gesättigte Heterocyclen,die sich chemisch ähnlich den offenkettigen Verbindungen verhalten Ungesättigte Heterocyclen, mit wenigstens einer ungesättigten Doppelbindungen, aber nicht aromatisch. Aromatische Heterocyclen, mit aromatischem Charakter wie Benzol.
Hückel-Regel Ein cyclisch durchkonjugiertes Molekül ist mit 4n+2 π-Elektronen besonders stabil und wird als Aromat bezeichnet. Bei 4n π-Elektronen ist es instabil und wird als Antiaromat bezeichnet. Allg. Aromaten Antiaromaten (z.B. Benzol, Pyridin) (4nπ-Elektron)
Eigenschaften von Heteroaromaten Aromatische Verbindungen, die nicht nur aus C und H Atomen bestehen, werden als Heteroaromaten bezeichnet Sie können 5-er oder 6-er Ringe sein
X ersetzt -C=; X hat freies e-Paar 5-Ring-Heterocyclen X ersetzt -C=C-; X hat freies e-Paar 6π-Elektronen sind auf 6 Atome verteilt 6π-Elektronen sind auf 5 Atome verteilt Heteroaromat ist elektronenärmer als Benzol Heteroaromat ist elektronenreicher als Benzol π-Mangel-Aromat π-Überschuß-Aromat
Synthesestrategien Heteroaromaten werden meist durch RingaufbauendeSynthesen hergestellt Meistens wird die C-X Bindung in Heterocyclen durch Substitutions oder Additionsreaktionen gebildet seltener werden C-C-Bindungen geknüpft.
Diels-Alder-Reaktion Umlagerung von drei π-Elektronenpaaren, die zwei neue σ-Bindungen zwischen einem Dienophil und einem Dien sowie eine Doppelbindung im entstandenen Diels-Alder-Produkt bilden
Dabei überlagern sich im Übergangs- zustand die p-Orbitale von Dien und Dienophil so, dass es zur Ausbildung von neuen chemischen Bindungen kommt