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Reaktionen von Carbonsäuren

Bromierung in α-Position: Die Hell-Volhard-Zelinsky Reaktion

Die Behandlung von Carbonsäuren mit Brom und Phosphortribromid bzw. einer Mischung von Phosphor und Brom führt unmittelbar zur Bildung der α-Bromcarbonsäure.

Abb.1
Bromierung in α-Position: Die Hell-Volhard-Zelinsky Reaktion (Prinzip)
Abb.2
(Beispiel)
Mouse
Mouse
Abb.3
Edukt
Abb.4
Produkt

Die Reaktion ist bekannt als Hell-Volhard-Zelinsky-Reaktion (benannt nach J. Volhard, C.M. Hell und N.D. Zelinsky). Im ersten Schritt wird ein Säurebromid gebildet, welches mit seiner Enolform im Gleichgewicht steht. Die Bromierung des Enols ergibt ein isolierbares α-Bromsäurebromid.

Abb.5
Zwischenstufe der Hell-Volhard-Zelinsky-Reaktion

α-Bromcarbonsäurebromide können analog zu den Säurehalogeniden zu entsprechenden α-Bromestern und -amiden umgesetzt werden bzw. wieder zur Carbonsäure gespalten werden. Sie können aber auch SN2-Reaktionen am α-Kohlenstoff-Atom eingehen und z.B. α-Cyano- oder α-Aminocarbonsäuren ergeben.

Abb.6
Verwendung des α-Bromsäurebromids (Prinzip)
Abb.7
Beispiel
Mouse
Mouse
Abb.8
Edukt
Abb.9
Produkt

Werden nur katalytische Mengen an Phosphortribromid eingesetzt, wird direkt die α-Bromcarbonsäure gebildet. Das α-Bromsäurebromid stellt auch hier nur eine Reaktionszwischenstufe dar, die durch den Angriff einer Carbonsäure unter Anhydridbildung abgefangen wird. Das bei der Anhydridbildung freigesetzte Bromid greift dann das Anhydrid erneut an und spaltet es zur α-Bromsäure und zum Carbonsäurebromid. Das gebildete Carbonsäurebromid geht wieder in den Reaktionscyclus ein.

Abb.10
Mechanismus der Hell-Volhard-Zelinsky-Reaktion mit einer katalytischen Menge PBr3

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