MENU

Alkanone

  • 02 Fischer-Projektion

    2 Fischer-Projektion

    Regeln und Reihenfolge:

    1. C-Gerüst senkrecht
    2. höchstes oxidiertes C-Atom oben (Oxidationszahl)
    3. beide C-C-Bindungen am mittleren C-Atom zeigen nach hinten (hinter die Papier-Ebene)
    4. beide horizontale Bindungen am mittleren, asymmetrischen C-Atom (H-C-; H-O-C-Bindung) zeigen nach vorne.
    5. Das Isomer, bei dem die Substituentengruppe mit dem elektronegativsten Atom in der Fischer-Projektion rechts steht, wird mit D[1] bezeichnet; steht der Substituent links, dann wird er mit L[2] bezeichnet.

    Beispiel
    a) Milchsäure: 2 Hydroxypropansäure
    Strukturformel in Fischerprojektion der L- und D-Milchsäure

    Im folgenden die D-Milchsäure

     

    Kalottenmodell der Milchsäure

     c) Weinsäure (2,3-Dihydroxybutan-1,4-Dicarbonsäure)

     Strukturformeln der Weinsäure (D, L und meso-Weinsäure)

     

    Hat eine Verbindung n asymmetrische C-Atome, so gibt es meist 2n Stereoisomere. Stereoisomere, die keine Enantiomere sind, heißen Diastereomere und haben verschiedene physikalische Eigenschaften. 

    Substanzen, deren Moleküle mit ihren Spiegelbildern übereinstimmen, obwohl sie Chiralitätszentranen besitzen, heißen meso-Verbindungen ("Das Spiegelbild des Originals kann durch Drehung wieder genau so aussehen, wie das Original). Sie besitzen eine Spiegelebene im Molekül. 

    ----------------- 

    [1] D = dexter (lat) = rechts
    [2] L = laevus (lat) = links

  • 04.1.5 Fructose und Keto-Enol-Tautomerie

    4.1.5 Fructose = Fruchtzucker

    Vorkommen: in Früchten, Nektar, Honig; vor allem industriell hergestellte Fructose
    Eigenschaften: kristallisiert schlecht aus wässriger Lösung → sirupartige Flüssigkeit. 

    Summenformel: C6H12O6
    Fructose ist somit ein Strukturisomer der Glucose.

    a) Seliwanow-Probe 

    Versuchsaufbau: Seliwanow im Wasserbad; Fructose wird rosa / rot; Glucose und Seliwanow bleiben farblos

    Nachweis, ob es sich bei Kohlenhydraten um Ketosen oder Aldosen handelt.
    Ketose --> roter Farbstoff
    Aldose --> keine/langsame Reaktion --> farblos


    Info: Die Seliwanow-Reaktion ist ein Nachweis für Ketohexosen in der Furanose-Ringform. Da sie im sauren Milieu abläuft, kommt es nicht zur Keto-En(di)ol-Tautomerie. Mit Glucose fällt die Probe deshalb negativ aus.

    Strukturformeln: Offenkettige und Ringbildung durch die Halbacetalbildung: 

     Strukturformeln der Fructose 

     

    Fructose bildet wie Glucose Anomere. Neben der Kettenform des Moleküls enthält das Gleichgewicht zwei anomere Pyranosen ( β-D-Fructose und α-D-Fructose; Halbacetalbildung mit dem C5-Atom) und zwei anomere Furanosen ( β-D-Fructose und α-D-Fructose; Halbacetalbildung mit dem C6-Atom).   


    Alle anomere Fructose-Moleküle in Fischer- und Haworth-Projektion





    Keto-Enol -Tautomerie

    Versuche mit Fructose: 

    • Fehling →  positiv
    • Tollens →  positiv
    • GOD (Glucose-Nachweis) + Lauge →  positiv

    Funktioniert nicht mit einer Ketogruppe, da diese nicht weiter oxidiert werden kann. Grund, warum die Nachweise trotzdem positiv verlaufen: Innermolekulare Umlagerung unter Protonenwanderung und Elektronenverschiebung. 

    Strukturformel - Reaktionsgleichung der Keto-Enol-Tautomerie in Lewis-Schreibweise 

     Genauer: 

    Mechanismus der Keto-Enol-Tautomerie in Lewis-Schreibweise

     

    Glucose und Fructose stehen im Gleichgewicht (Glucose überwiegt); bei der Oxidation von Glucose wird Glucose aus dem GG entfernt →  Fructose wird aufgebraucht.

  • 6.2 Alkanone (Ketone)

    6.2 Alkanone (Ketone)

    6.2.1 Herstellung von Alkanonen (Ketonen)

    Versuch
    Die heiße CuO-Spirale wird mehrmals in 2-Propanol getaucht.

     01 ab herstellung von aldehyde

    Beobachtung
    Der schwarze Überzug verschwindet; es entsteht blankes Kupfer. Zusätzlich tritt ein charakteristischer Geruch auf.
    Zugabe von FSS zur abgekühlten Lösung gibt keine Violettfärbung.

    Auswertung
    Es handelt sich um eine Redoxreaktion. Die Cu²⁺-Ionen werden zu Kupferreduziert und 2-Propanol (Isopropanol) wir zu Propanon (Aceton) oxidiert.

    Reaktionsgleichung

    Versucht einmal für diese Herstellung die Reaktionsgleichung mit Hilfe von Strukturformeln zu formulieren. Wer Hilfen braucht, kann ja ein paar Seiten vorher schauen, wo die primären Alkohole oxidiert wurden. 

    Merke: Alle sekundären Alkohole lassen sich durch Oxidation (bzw. Dehydrierung) in Ketone (Alkanone) überführen.

    6.2.2 Funktionelle Gruppe der Alkanone (Ketone)

    Die Alkanone besitzen (auch) eine „Carbonyl-Gruppe“.
    Speziell hier: „Keto-Gruppe“

     06 02 02 ta carbonylgruppe

    6.2.3 Eigenschaften und Verwendung von Aceton (Propanon)

    Aceton ist eine farblose, charakteristisch riechende Flüssigkeit (Sdp.: 56 °C). Aceton ist brennbar. Aceton löst sowohl hydrophile (z.B. H₂O, C₂H₅OH ⇨ kann mit diesen Molekülen auch H-Brücken eingehen) als auch hydrophobe Stoffe. ⇨ Verwendung: Lösungsmittel.

    Erkennbar, dass Aceton ein gutes Lösungsmittel ist, zeigt die nächste Abbildung. Was dort rot gefärbt ist, zeigt näherungsweise die negative Partialladung (anders als bei meiner Farbgebung) umd den Stauerstoff und was blau gefärbt ist, die positive Partialladung. 

    06 02 00 aceton surface