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HX-Addition an Alkine

Reaktivität und Reaktionen der Alkine

Aufgrund der elektronischen Ähnlichkeit der Alkene und Alkine lässt sich eine ähnliche chemische Reaktivität dieser funktionellen Gruppen erwarten. So gehen Alkine z.B. die gleichen Additionsreaktionen ein, wie die Alkene. Dabei weisen sie aber auch einige Unterschiede auf.

Mit ihrer zylindrischen π-Elektronenwolke um die σ-Bindung sind Alkine elektronenreiche Moleküle und damit Nucleophile. Ein elektrophiles Reagenz kann daher leicht mit den relativ schwachen π-Bindungen des Alkins reagieren. Reagiert beispielsweise Chlorwasserstoff (HCl) mit Acetylen, wird eine π-Bindung brechen, da die Elektronen den elektrophilen Wasserstoff anziehen. Als Resultat wäre ein Vinylkation zu erwarten, das in einer schnellen Reaktion mit dem nucleophilen Chloridion abreagieren würde.

Abb.1
Abb.2

Primäre Vinylkationen sind jedoch noch instabiler als primäre Alkylkationen, so dass der gezeigte Mechanismus sehr unwahrscheinlich ist. Als Alternative wäre ein π-Komplex vorstellbar, wie er auch bei der Addition von Brom an Doppelbindungen in Form des cyclischen Bromoniumions formuliert wird. Ein Angriff des nucleophilen Chlorids an diesem π-Komplex ergibt dann das erwartete Additionsprodukt.

Abb.3
Addition von HCl an Alkine: Mechanismus über einen π-Komplex

Die Annahme, dass der Mechanismus der Addition von elektrophilen Reagenzien wie HCl an Alkine über einen π-Komplex verläuft, wird zusätzlich durch den Befund gestützt, dass es nicht zu Umlagerungsreaktionen des Carbeniumions kommt und dass die Reaktion stereospezifisch ist. So bildet sich bei der Addition von HCl an 2-Butin ausschließlich das (Z)-2-Chlor-2-buten. Es handelt sich dabei also um eine reine anti-Addition.

Abb.4
Stereospezifische Addition von HCl an 2-Butin

Generell gehen Alkine - genau wie Alkene - elektrophile Additionsreaktionen ein. Die Gegenwart der zweiten Doppelbindung bringt einige Komplikationen mit sich, ermöglicht dafür andererseits aber auch Synthese-Variationen, die den Alkenen nicht offen stehen.

Übung: Reaktivität und Reaktionen der Alkine

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