K2S1/Ⅲ. Elektrophilie/Nucleophilie/Abgangsgruppenqualität

Question 1

Was sind Nukleophile?

Answer 1

→ Elektronenpaardonoren

• bedeutet sie verfügen über ein Nichtbindendes Elektronenpaar oder bindendes Elektronenpaar, das leicht aus Bindung abgezogen werden kann.
• besitzen meistens partiellen negativen Charakter
• Nukleophile sind demnach Anionen oder Neutralteilchen
• NIEMALS KATIONEN

Question 2

Was sind Elektrophile?

Answer 2

→ Elektronenpaarakzeptoren

• enthalten eine Lücke in der Valenzelektronenschale (sprich kein Oktett, z.b Carbenium-Ion) oder
• enthalten ein bindendes elektronenpaar, welchem des Elektrophil entzogen werden kann,
• Elektrophile haben meistens partiell positiven Charakter,
• sie sind Kationen oder Neutralteilchen
• niemals ANIONEN

Question 3

Was sind Elektrophile?

Answer 3

→ Elektronenpaarakzeptoren

• enthalten eine Lücke in der Valenzelektronenschale (sprich kein Oktett, z.b Carbenium-Ion) oder
• enthalten ein bindendes elektronenpaar, welchem des Elektrophil entzogen werden kann,
• Elektrophile haben meistens partiell positiven Charakter,
• sie sind Kationen oder Neutralteilchen
• niemals ANIONEN

Question 4

Wie ist die Basizität bei Nucleophilie?

Answer 4

ungefähr gleich!

Question 5

Was haben Nucleophiie und Basizität miteinander zutun?

Answer 5

→ Basizität ist eine theromdynamische Größe und hängt allein von der Stabilität (Ka) ab.

→ Nucleophilie hingegen ist eine kinetische Größe

Question 6

Was macht ein gutes Nucleophil aus?

Answer 6

→Ein Teilchen, das sein Elektronenpaar schnell zur Verfügung stellen kann,

+

→ sterisch kaum gehindert wird.

→ deswegen gibt es Verbindungen die gute Basen aber keine Nucleophile sind.

Question 7

1. Faustregel für gute und schlechte Nucleophile

Answer 7

→ Innerhalb einer Gruppe von Nucleophilen, die mit demselben Atom angreifen, nimmt in dipolar-protischem Lösungsmittel die Nucleophile mit der Basizität ab.

RO– > HO– > Ar-O– > RCO2- >>> H2O, ROH >>> RSO3–

Question 8

2 Faustregel zu guten und schlechten Nucleophile

Answer 8

→ Diese „Linearität“ von Nukleophilie und Basizität wird durch sterische Effekte beeinflusst.

→ Nucleophilie nimmt mit sterischem Anspruch ab, während die Basizität
ungefähr gleich bleibt.

MERKEN: Sterisch ungehinderte Nucleophile sind also besser.

Question 9

wann funktioniert die Basizität als Anhaltspunkt für Nukleophilie und wann nicht?

Answer 9

→ funktioniert, solange man nur Atome aus derselben Periode vergleicht.

→ Bei Atome verschiedener Perioden muss man die Größe der Atome beachten,

• nach unten steigt die Polarisierbarkeit von Element(anionen), was sie nucleophiler macht.
• • Das Lösungsmittel spielt ebenfalls eine
    entscheidende Rolle welche?

Question 10

die 2 wichtigsten Lösungsmittel

Answer 10

→ dipolar-protischem Lösungsmittel

→dipolar-aprotischem Lösungsmittel

Question 11

dipolar-protischem Lösungsmittel

Answer 11

→ In dipolar-protischem Lösungsmittel (= kann Protonen abgeben, z.B. Wasser) steigt die Nucleophilie mit der Größe des Atoms.

→ Die kleinen Anionen der 2. Periode werden
durch das Solvens stabilisiert, wodurch sie weniger reaktiv werden.

Question 12

dipolar-aprotischem Lösungsmittel

Answer 12

→ In dipolar-aprotischem Lösungsmittel (= kann keine Protonen abgeben, z.B. Aceton) steigt die Nucleophilie mit der Ladungsdichte, da hier keine Stabilisierung der Ladung
durch das Solvens möglich ist.

Question 13

häufige Nucleophile

Answer 13

Schlecht:

• Alkohole (ROH)
• Wasser,
• Carboxylate (RCOO-)
• Chlorid

Mittel:

• Phenolate (PhO-),
• Thiole (RSH),
• Bromid

Gut:

• Amine(RNH2),
• Alkoholate (RO-),
• OH−,
• Iodid,
• Thiolate (RS-)

Question 14

Gute und schlechte Elektrophile

Answer 14

→ Gute Elektrophile besitzen entweder Elektronensextetts, sind elektronenarm oder haben eine positive Partialladung.

Wichtiger ist aber das Vorhandensein einer Abgangsgruppe

→ Ohne Abgangsgruppe wird ein Atom niemals als Elektrophil reagieren (außer es besitzt ein Elektronensextett).

→ Ein Elektrophil ist umso stärker, je leichter es angegriffen werden kann, also je größer die positive Ladung oder je besser die Abgangsgruppe ist.

Question 15

Gute und schlechte Abgangsgruppen

Answer 15

→ Eine Abgangsgruppe ist besser, je stabiler das entstehende Teilchen ist!

• (je weniger basisch es ist, denn eine gute Base könnte direkt wieder als Nucleophil reagieren).

→ Eine Abgangsgruppe ist besser, je schlechter die C−Elementbindung ist.

→ Schlechte Abgangsgruppen:

-OH (aber aktivierbar mit H+ → Wasser geht raus),

-OR (auch aktivierbar)

→ Keine Abgangsgruppen: -F, -SR, -NR2, -CN