Umpolung

Erweiterte Suche

Umpolung nennt man in der Organischen Chemie die Modifikation einer funktionellen Gruppe mit dem Ziel, ihre Polarität umzukehren.[1][2][3] Dadurch kehrt sich auch ihre Reaktivität: Aus einem Elektronenmangel kann eine Elektronenüberschuss-Situation erzeugt werden; es ergeben sich neue Reaktionsmöglichkeiten. Der Germanismus umpolung ist auch im angelsächsischen Sprachraum etabliert.

Viele organische Reaktionen verlaufen über polare Donor- und Akzeptor-Zentren, wobei negativ polarisierte Atome im Molekül als Nucleophile mit positiv polarisierten Atome (oder elektrophilen Zentren) Verbindungen eingehen.

Heteroatome wie Sauerstoff oder Stickstoff in einem Kohlenstoffgerüst verursachen durch ihre höhere Elektronegativität eine höhere Elektronendichte am Heteroatom und am benachbarten Kohlenstoffatom eine positive Polarisierung. An einem Kohlenstoffgerüst entstehen dadurch alternierend Donor- und Akzeptor-Zentren, die zu einem normalen Reaktionsmuster in polaren Reaktionen führen.

Die Methode der Umpolung wird häufig verwendet um eine C-C Verknüpfung herzustellen. Das Prinzip ist hierbei ein negativ polarisiertes Kohlenstoffatom zu erzeugen, welches dann ein positiv polarisiertes C-Atom Nucleophil angreifen kann.

Dieter Seebach und E. J. Corey führten das Konzept ein. Klassische Beispiele einer Umpolung sind die Grignard-Reaktion und die Benzoin-Kondensation.

Carbonyl-Umpolung

Ein bekanntes Beispiel ist die Dithian-Methode oder Corey-Seebach-Reaktion. Dabei wird beispielsweise eine Carbonylgruppe eines Aldehyds in ein Thioacetal überführt, der vorherige Carbonyl-Kohlenstoff wird nach Deprotonierung mit z. B. n-Butyllithium zum Nucleophil, das mit Halogenalkanen, Carbonylkomponenten oder Oxiranen in einer nucleophilen Substitution abreagiert. Nach Hydrolyse des Thioacetals erhält man z. B. α-Alkyl-Ketone.

Dithian-Chemie


Umpolung: Die Polarität des Kohlenstoffatoms von Chlormethan (links) und der daraus abgeleiteten Grignard-Verbindung ist umgekehrt.

Umpolung durch Bildung einer Grignard-Verbindung

Bei der Synthese von Grignard-Verbindungen aus Halogenalkanen findet eine Umpolung statt.

Siehe auch

Weblinks

Einzelnachweise

  1. Seebach D.: Methods of Reactivity Umpolung. In: Angewandte Chemie International Edition in English. 18, Nr. 4, 1979, S. 239–258. doi:10.1002/anie.197902393.
  2. Gröbel B. T., Seebach D.: Methods of Reactivity Umpolung Reactivity of Carbonyl-Compounds Through Sulfur-Containing Reagents. In: Synthesis. 6, 1977, S. 357–402. doi:10.1055/s-1977-24412.
  3. Seebach D., Corey E. J.: Generation and synthetic applications of 2-lithio-1,3-dithianes. In: Journal of Organic Chemistry. 40, Nr. 2, 1975, S. 231–237. doi:10.1021/jo00890a018.

Die cosmos-indirekt.de:News der letzten Tage

22.06.2022
Teilchenphysik
Lange gesuchtes Teilchen aus vier Neutronen entdeckt
Ein internationales Forschungsteam hat nach 60 Jahren vergeblicher Suche erstmals einen neutralen Kern entdeckt – das Tetra-Neutron.
22.06.2022
Festkörperphysik
Dunklen Halbleiter zum Leuchten gebracht
Ob Festkörper etwa als Leuchtdioden Licht aussenden können oder nicht, hängt von den Energieniveaus der Elektronen im Kristallgitter ab.
15.06.2022
Exoplaneten
Zwei neue Super-Erden in der Nachbarschaft
Unsere Sonne zählt im Umkreis von zehn Parsec (33 Lichtjahre) über 400 Sterne und eine stetig wachsende Zahl an Exoplaneten zu ihren direkten Nachbarn.
15.06.2022
Quantenphysik
Quantenelektrodynamik 100-fach genauerer getestet
Mit einer neu entwickelten Technik haben Wissenschaftler den sehr geringen Unterschied der magnetischen Eigenschaften zweier Isotope von hochgeladenem Neon in einer Ionenfalle mit bisher unzugänglicher Genauigkeit gemessen.
13.06.2022
Quantenphysik
Photonenzwillinge ungleicher Herkunft
Identische Lichtteilchen (Photonen) sind wichtig für viele Technologien, die auf der Quantenphysik beruhen.
10.06.2022
Kometen und Asteroiden | Sonnensysteme
Blick in die Kinderstube unseres Sonnensystems
Asteroiden sind Überbleibsel aus der Kinderstube unseres Sonnensystems und mit rund 4,6 Milliarden Jahren ungefähr so alt wie das Sonnensystem selbst.
07.06.2022
Galaxien | Sterne
Das Ende der kosmischen Dämmerung
Eine Gruppe von Astronomen hat das Ende der Epoche der Reionisation auf etwa 1,1 Milliarden Jahre nach dem Urknall genau bestimmt.