VO Organische Chemie in der molekularen Biologie I
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<strong>VO</strong> <strong>Organische</strong> <strong>Chemie</strong> I 21. Carbonsäuren I: Monocarbonsäuren<br />
„abgesaugt“ und das Anion somit stabilisiert, d.h. es ist leichter, e<strong>in</strong> Proton abzuspalten<br />
=> elektronenanziehende Substituenten werden die Säurestärke erhöhen,<br />
elektronenabstoßende Substituenten werden die Säurestärke verm<strong>in</strong><strong>der</strong>n.<br />
• Es ist naheliegend, als elektronenanziehende Substituenten Halogenatome zu<br />
verwenden, z.B.<br />
CH3COOH pKS = 4,76<br />
CH2ClCOOH pKS = 2,81 zwei Zehnerpotenzen größer (100mal stärker)<br />
CHCl2COOH pKS = 1,30<br />
CCl3COOH pKS = 0,89<br />
Es zeigt sich e<strong>in</strong>e drastische Steigerung <strong>der</strong> Säurestärke durch die Anwesenheit <strong>der</strong><br />
elektronegativen Cl-Atome.<br />
Im Vergleich mit den an<strong>der</strong>en Monohalogenethansäuren zeigt sich: Fluorethansäure<br />
(CH2FCOOH) ist noch stärker (pKS = 2,66), Iodethansäure (CH2ICOOH) dafür schwächer<br />
(pKS = 3,13), weil Iod die ger<strong>in</strong>gste Elektronegativität von allen Halogenen hat.<br />
Erwartungsgemäß ist Trifluorethansäure (CF3COOH) die stärkste Monocarbonsäure, die<br />
es gibt (pKS = 0,23; vgl. H3PO4: pKS = 1,96).<br />
Die Wirkung <strong>der</strong> Halogenatome nimmt mit zunehmen<strong>der</strong> Entfernung zur Carboxylgruppe<br />
ab, d.h. 2-Chlorbutansäure ist stärker als 3-Chlorbutansäure etc.<br />
• Alkylgruppen s<strong>in</strong>d Beispiele für elektronenabstoßende Substituenten, wobei <strong>der</strong>en<br />
Wirkung nicht so ausgeprägt ist wie die <strong>der</strong> Halogene.<br />
HCOOH pKS = 3,77 zehnmal starker als Ethansäure<br />
CH3COOH pKS = 4,76<br />
CH3CH2COOH pKS = 4,88<br />
(CH3)3COOH pKS = 5,06 (Name: 2,2-Dimethylpropansäure)<br />
Es besteht auch die Möglichkeit, dass e<strong>in</strong>e Carbonsäure unter <strong>der</strong> E<strong>in</strong>wirkung e<strong>in</strong>er noch<br />
stärkeren Säure gezwungen wird, e<strong>in</strong> Proton aufzunehmen, wodurch es zur Bildung e<strong>in</strong>es<br />
R C<br />
O<br />
O H<br />
+ H +<br />
R C<br />
durch zwei mesomere Grenzstrukturen darstellbaren Dihydroxycarbeniumions kommt.<br />
O<br />
H<br />
O H<br />
- 120 -<br />
R C<br />
O<br />
H<br />
O H