Konformationen Cyclohexan
Ringspannung im Cyclohexan
Sessel: fast sannungsfrei, geringe Pitzer- / Bayerspannung, alle H-Atome gestaffelt
Halbsessel: ekliptische Pitzer Spannung
Wanne/ Boot: Übergangszustand, Prelog (Transannulare Spannung) durch nach Innen gerichtete H-Atome
Twist
Ringsp in Cyclopentan
Envelope, Halbsessel: Pitzer Spannung, beide gestaffelt
Ringsp in Cyclobutan
gewinkelt, minimiert Pitzer Spannung
Cyclopropan
Baeyer und Pitzer Spannung
Baeyer
Pitzer
Prelog
Newman
Winkelsp, Abweichung vom idealen tetraeder Winkel
Torsionsspannung, Abstoßung ekl. und gauche Subst
Transannular, Abstoßung zweier nicht benachbarterter H-Atome
1,5 Repulsion von Nicht H-Atomen
Übergangszustand
Energiemaximum
es muss keine Engergie zugeführt werden um zum Minimum zu gelangen
nicht isolierbar
muss überwunden werden um vom einen zum anderen Maximum zu gelangen (Aktivierungsenergie)
sp3
sp2
sp
tetraedrisch, 3 BP, Einfachbd
trigonal-planar, 2 BP, Doppelbd
linear, 2 BP, Dreifachbd
Intermediat
isolierbar
geringere aktivierungsenergie als üz
Radikalische Halogenierung: Einfluss Halogen
Reaktivität:
F2 > Cl2 > Br2 > I2
Reaktivität C-H Bindung
C tertiär-H > C sekundär-H > C primär-H
—> Bindungsstärke einer Ctert-H bindung am schwächsten
Radikalstabilität
Vinyl- / Aryl Radikale: einzelnes e- in sp2
Alkylrad: einzelnes e- in p
Allyl- / Benzyl: Mesomeriestabilisierung
Stabilität Carbeniumionen
Alkenstäbilität
Allylstellung
Position in direkter Nachbarschaft zu einer Doppelbindung
besondere Bindungsstärke
spezifische Reaktivität
sehr stabil als Radikalposition (Mesomeriestabilisiert)
Aromaten
cyclisch
vollständig konjugiert
planar (alle Ringatome sp2)
Hückel Regel: 4n+2 pi e-
Antiaromaten
konjugiert
planar
4n pi e-
Nicht Aromaten
nicht planar
Hückel Regel nicht anwendbar
Nucleophile
Elektronenüberschuss
negativ/ neutral geladen
freies EP
nucleophiler Angriff: Nucleophil greift elektrophiles Zentrum an
Elektrophile
Elektronenmangel
positiv/ neutral geladen
elektrophiler Angriff: Elektrophil greift nucleophiles Zentrum an
C-H Acidität
Alkinstabilität
-I Effekt
elektronenziehender Substituent
steigt mit der EN
sehr stark bei Halogenen
Steigert acidität
+I Effekt
elektronenschiebender Substituent
Senkt acidität
-M Effekt
elektronenziehender Effekt von Substituenten mit einer Mehrfachbindung in Konjugation zum pi system
stärker je besser die delokalisterte Ladung vom Atom stabilisiert werden kann (EN)
stabilisiert anion einer Säure, erhöht acidität
—> begünstigt nucleophilen Angriff, da Elektronendichte vermindert wird
—> pi Elektronen Akzeptoren
+M Effekt
Substituenten mit freien pi Elektronen
elektronenschiebend
substituient wird selbst positiver und deshalb weniger basisch
—> begünsigt einen elektrophilen Angriff da Elektronendichte gesteigert wird
—> pi Elektronen Donatoren
Nucleophilstärke
Nimmt mit Basenstärke zu, Ausnahme: Halogenide
F- << Cl- < Br- < I-
nimmt mit Polarisierbarkeit zu (von oben nach unten, von rechts rechts)
Starke Nucleophile: nicht sterisch gehindert, nicht solvatisiert
Abgangsgruppen
sollten leicht polarisierbar sein
I- > Br- > Cl- > F- (Ladungsstabilisierung)
Mesomeriestabilisierte
kleine neutral geladene Moleküle
OH- und NH2- : schlecht
N2 extrem gut
schwache Basen
H20, ROH, PR3, X-, RS-, N3-, NC-, RCOO-
—> SN Reaktion wahrscheinlicher
starke Basen
HO-, RO-, H2N-, R2N-
—> E wahrscheinlicher
Alkohole:
Primär
Sekundär
Tertitär
Acidität Alkohole
—> zunehmender +I Effekt destabilisiert die negative Ladung des Alkoxid- Sauerstoffatoms
—> verringerte solvatisierung des Alkoxid-O-Atoms durch zunehmende sterische Hinderung
—> Negative Ladung des Phenolats ist mesomeriestabilisiert
Amine
Prim
sek
ter
quartär
Acidität Amine
weniger acide als alkohole
prim und sek: sehr schwache säuren
werden häufig als basen verwendet
Nucleophilie Amine
Acidität Thiole
höhere acidität als alkohole aber geringere Basizität
—> starke delokalisierung der negativen Ladung in Sulfonat anionen
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