• Telcagepant - Arzneistoffe der Woche
• Abschnitt der Pharmazeutischen Prüfung
• Nucleophile Substitution am sp 3 -hybridisierten C-Atom
Organische Chemie
Agenda
Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main
Ho et al. Lancet 2008
Organische Chemie
Telcagepant – Arzneistoff der Woche
Erster Abschnitt der Pharmazeutischen Prüfung
Frühjahr 2009
Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main
Erster Abschnitt der Pharmazeutischen Prüfung
Frühjahr 2009
• Allgemeines Schema nucleophiler Substitutionen S N
⇒ Nuc: - = Nucleophil (Lewisbase)
⇒ E + = Elektrophil
⇒ X - = Abgangsgruppe (LG)
• nucleophile Substitutionen am gesättigten, d. h. am sp 3 hybridisierten C-Atom
• Nucleophil (Nuc - ) greift mit seinem freien Elektronen paar am partial positivierten ( δ + ) C-Atom oder am Carbeniumion an
Nuc : - + R 3 C(sp δ 3 )-X Nuc-C(sp 3 )R 3 + X : -
+ δ -
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Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
Johann Wolfgang Goethe -Universität Frankfurt am Main Prof. Dr. Manfred Schubert-Zsilavecz
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Eine konzertierte nucleophile Substitution erfolgt über einen Rückseitenangriff. Nach dem Einschrittmechanismus erfolgt der Angriff des Nucleophils und der Austritt der LG konzertiert, dh. Gleichzeitig. Reaktion zweiter Ordnung. Bimolekulare
nucleophile Substitution: S N 2 Organische Chemie
Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
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Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
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• R-X dissoziiert von alleine zu einem Carbenium-Ion R 3 C + und der Abgangsgruppe L -
• erst dann greift das Nucleophil das Carbenium-Ion an ⇒ zweistufige Reaktion
• Carbenium-Ion hat eine trigonal-planare Struktur
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Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
Die Reaktionsmolekularität ist definiert durch die Zahl der Teilchen, die während des geschwindigkeits
-bestimmenden (langsamsten Reaktionsschrittes) an der Bildung der neuen oder der Spaltung der alten Bindung beteiligt sind.
Der direkte Substitutionsweg verläuft deshalb bimolekular [S N 2]
Die Substitution nach dem Dissoziationsmechanismus verläuft monomolekular [S N 1]
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Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
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• Reaktion ist bimolekular, da Produktbildungsgeschwindigkeit von Nuc - und R-X abhängt ⇒ Reaktion 2. Ordnung ⇒ S N 2
• Geschwindigkeitsgesetz: d[Nuc-R]/dt = k [Nuc - ] [R-X]
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Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
• Reaktion ist monomolekular, da Produktbildungsgeschwindigkeit nur von R-X abhängt ⇒ Reaktion 1. Ordnung ⇒ S N 1
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Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
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Nucleophile
> > > >
Nucleophilie nimmt mit steigender Basizität und zunehmender Polarisierbarkeit zu.
F - << Cl - < Br - < I -
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Nucleophile Substitution (S N ) am sp 3 -hybrid. Kohlenstoffaton
Abnahme
in-situ-Aktivierung mit H + notwendig
⇒
⇒
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Williamson-Ethersynthese
O-Nucleophil
Ether
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Stereochemie bei S N 2
⇒ Inversion der Konfiguration ⇒ „ Walden -Umkehr“
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