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Addition von Halogenen an Mehrfachbindungen: Stereochemie

Addition von Halogenen an Mehrfachbindungen: Addition an cis-2-Buten

Die Doppelbindung des planaren, achiralen cis-2-Butens kann von dem Brom-Molekül von oben und unten in gleicher Weise unter Bildung des intermediären Bromonium-Ions angegriffen werden. Der Einfachheit halber soll hier nur der Angriff von der Oberseite dargestellt werden. Zu jeder der nachfolgenden Strukturen gibt es daher eigentlich auch noch ein Spiegelbild-Isomer.

Tab.1
Addition von Brom an die Alken-Doppelbindung
ReaktionProdukt3D-Darstellung der Dibrombutane
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Im zweiten Schritt der Reaktion kann das Bromonium-Ion dann am rechten oder am linken C-Atom des Dreirings mit dem Bromid-Ion abreagieren. Ein Angriff am linken Kohlenstoff-Atom (Weg a), dem C2, ergibt das (2R,3R)-Dibrombutan, während die Addition an C3 (Weg b) zum (2S,3S)-Dibrombutan führt. Diese zwei Reaktionsprodukte verhalten sich wie Bild und Spiegelbild, sie sind also Enantiomere. Da wegen der Symmetrie der Bromonium-Ion-Zwischenstufe beide Angriffsmöglichkeiten gleich wahrscheinlich sind, erhält man ein 50:50 Gemisch, ein Racemat. Bei der Bromierung des cis-2-Buten ensteht also das (±)-2,3-Dibrombutan, das Chiralitätszentren aufweist, aber nicht optisch aktiv ist.

Bei einer analogen Reaktion von Brom mit Cyclohexen kann man leicht die anti-Addition an der Bildung des trans-Produktes erkennen. Im Falle des cis-2-Butens ist dieser Reaktionsverlauf wegen der Rotationsmöglichkeit um die mittlere C-C-Achse weniger einsichtig, zumal die Produkte auch nicht als cis- oder trans-Dibrombutane bezeichnet werden können. Hier kann die Fischer-Projektion helfen, um die relative Konfiguration der beiden Stereozentren zu untersuchen:

3D-Animation zur Bestimmung der Fischer-Projektion von (2R,3R)-Dibrombutan

3D-Animation zur Bestimmung der Fischer-Projektion von (2S,3S)-Dibrombutan

2D-Animation zur Bestimmung der Fischer-Projektion von (2R,3R)-Dibrombutan

2D-Animation zur Bestimmung der Fischer-Projektion von (2S,3S)-Dibrombutan

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