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Erlenmeyer-Regel


Die Erlenmeyer-Regel wurde von Emil Erlenmeyer formuliert und besagt, dass chemische Verbindungen, die an einem Kohlenstoffatom mehr als eine Hydroxygruppe (–OH) tragen, nicht stabil sind, sondern zur Abspaltung von Wasser neigen.

Stoffe mit zwei (Keton- oder Aldehydhydrate), mit drei (Orthocarbonsäuren) oder mit vier (Orthokohlensäure) Hydroxygruppen am selben C-Atom sind im Allgemeinen instabil. Ursache ist die höhere Bindungsenergie einer Kohlenstoff-Sauerstoff-Doppelbindung gegenüber zwei C-O-Einfachbindungen und die gegenseitige Abstoßung der räumlich beieinander liegenden Sauerstoffatome. Die so genannten Hydrate von Carbonylverbindungen, wie von Aldehyden [RCH(OH)2], von Ketonen [R2C(OH)2] oder von Carbonsäuren [RC(OH)3], verstoßen gegen diese Regel, sind jedoch normalerweise nicht als Substanz isolierbar. Zum Teil trifft dies auf die Kohlensäure zu, die als Hydrat von Kohlenstoffdioxid sehr leicht wieder zerfällt.

Derivate geminaler Diole oder Triole sind aber immer dann stabil, wenn alle Wasserstoffatome der Hydroxygruppen substituiert sind, da sie sich dann nicht mehr durch einfache Protolyse in die stabileren Carbonylverbindungen umwandeln können. Zu diesen Verbindungen zählt man z. B. die Acetale (im engeren Sinne sowie Ketale) R2C(OR')2, die Kohlensäureester, Carbaminsäureester und die Orthocarbonsäureester [RC(OR')3]. Ebenso sind Orthokohlensäureester (Tetraalkoxymethane) bekannt und stabil.[1]

Die Erlenmeyer-Regel lässt sich außer auf Hydroxygruppen auch auf andere Substituenten anwenden, z. B. auf Aminogruppen; so sind Aminale häufig instabil und geminale halogenierte Alkohole zerfallen leicht zu Carbonylverbindungen und den entsprechenden Halogenwasserstoffen.[2]

Ausnahmen

Ausnahmen bilden lediglich Verbindungen, die in alpha-Stellung stark elektronenziehende Gruppen besitzen, z. B. 2,2,2-Trichlorethanal (Trichloracetaldehyd, Chloral), Glyoxylsäure oder Ninhydrin. Formaldehyd liegt in wässriger Lösung praktisch vollständig als Hydrat vor, das aber nur in Lösung beständig ist und sich – im Gegensatz zu Chloralhydrat und Ninhydrin – nicht als Substanz isolieren lässt. Auch Halbacetale sind nur ausnahmsweise stabil. Dazu zählen solche, die sich Aldehyden oder Ketonen mit stark elektronenanziehenden Gruppen ableiten, aber auch cyclische Halbacetale, wie z. B. Glucose sind stabil. Auch Tetrodotoxin verstößt als Orthocarbonsäure-diester gegen die Erlenmeyer-Regel, wird aber durch die Bildung zweier Ringe stabilisiert.

Acidiumionen sind wegen der mesomeriestabilisierten positiven Ladung keine geminalen Diole und stellen damit auch keine Verletzung der Erlenmeyer-Regel.

Einzelnachweise

  1. Eintrag zu Orthoester . In: Römpp Online. Georg Thieme Verlag, abgerufen am 7. Juni 2014.
  2. Louis Fieser und Mary Fieser: Organische Chemie, 2. Auflage, Verlag Chemie 1982, ISBN 3-527-25075-1.

Kategorien: Chemische Bindung

Quelle: Wikipedia - http://de.wikipedia.org/wiki/Erlenmeyer-Regel (Vollständige Liste der Autoren des Textes [Versionsgeschichte])    Lizenz: CC-by-sa-3.0

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