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    Praktikum Präparative Organische Chemie 1. Organisch-chemisches Grundpraktikum

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    Praktikum Präparative Organische Chemie 1. Organisch-chemisches Grundpraktikum

    Autoren:

    Verlag:
    Spektrum-Akademischer Vlg  Weitere Titel dieses Verlages anzeigen

    Erschienen: Februar 2008
    Seiten: 394
    Sprache: Deutsch
    Illustration: 600 schw.-w. Zeichn.
    Maße: 247x177x29
    Einband: Kartoniert / Broschiert
    ISBN: 3827415055
    EAN: 9783827415059

    Inhaltsverzeichnis

    Inhaltsverzeichnis
    Kapitel I
    Graphisches Inhaltsverzeichnis1
    Kapitel II
    Sicherheitshinweise und Vorbereitung organisch-chemischer Reaktionen39
    Kapitel III
    Protokollierung organisch-chemischer Reaktionen44
    Kapitel IV
    Ausgewählte Arbeitstechniken (in alphabetischer Reihenfolge)49
    1.Praktikumswoche
    Kapitel 0 Einübung von ausgewählten Reinigungs- und Trennverfahren65
    2.Praktikumswoche
    Kapitel 1 Radikalische Substitutionen am gesättigten C-Atom79
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 1, 1-54)
    3.Praktikumswoche
    Kapitel 2 Nucleophile Substitution am gesättigten C-Atom89
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 2, 55-104)
    4.Praktikumswoche
    Kapitel 3 Additionen an die olefinische Doppelbindung120
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 3, 105-160)
    5.Praktikumswoche
    Kapitel 4 Olefin-bildende ß-Eliminierungen138
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 4, 161-202)
    6. u. 7.Praktikumswoche
    Kapitel 5 Elektrophile und nucleophile Substitutionen an Aromaten153
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 5, 203-260)
    8.Praktikumswoche
    Kapitel 6 Nucleophile Substitutionen - außer durch Enolate - am Carboxyl-Kohlenstoff204
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 6, 261-322)
    9.Praktikumswoche
    Kapitel 7 Carbonsäuren bzw. Carbonsäurederivate und Nitrile und deren Umwandlung ineinander234
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 7, 323-340)
    Kapitel 8 Kohlensäurederivate und Heterocumulene und deren Umwandlung ineinander247
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 8, 341-360)
    Kapitel 9 Additionen von Heteroatom-Nucleophilen oder HCN an Carbonylverbindungen und etwaige Folgereaktionen davon256
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 9, 361-396)
    10.Praktikumswoche
    Kapitel 10 Additionen von H-Nucleophilen oder Metallorganylen an Carbonylverbindungen271
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 10, 397-454)
    11.Praktikumswoche
    Kapitel 11 Kondensationen von Phosphor-stabilisierten C-Nucleophilen mit Carbonylverbindungen293
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 11, 455-484)
    Kapitel 12 Umsetzungen von Enolen oder Enaminen305
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 12, 485-514)
    12.Praktikumswoche
    Kapitel 13 Umsetzungen von Enolaten324
    (Theoretischer Hintergrund: Lit.1, Kapitel 13, 515-588)
    Kapitel V R- und S-Sätze der verwendeten Chemikalien355
    Kapitel VI Index aller mehrstufigen Reaktionssequenzen378
    Kapitel VII Index der Reaktionsweisen (inkl. Namensreaktionen und "Namensreagenzien")388
    Kapitel VIII Index der Zielstrukturen (Synthesemethodenverzeichnis)391



    Vorwort

    Vorwort oder Warum ein neues Praktikumsbuch ?

    Dies ist der Band "Organisch-Chemisches Grundpraktikum" des dreibändigen Gesamtwerks Praktikum Präparative Organische Chemie. Es erscheint in der folgenden Partitionierung:

    • Organisch-Chemisches Grundpraktikum - Grundlegende Synthesetechniken in der Themenfolge des Lehrbuchs "Reaktionsmechanismen - Organische Reaktionen, Stereochemie, Moderne Synthesemethoden" bildet Band 1. Sie halten diesen gerade in den Händen. Dieses Werk wendet sich an Studierende des universitären Grund oder Bachelor-Studiums Chemie, an Chemie-Studierende an Fachhochschulen, an Chemielehrer/-innen oder auch zu Trainingszwecken an künftige Jugend-forscht oder Chemieolympiaden-Teilnehmer/-innen;

    • Organisch-Chemisches Fortgeschrittenenpraktikum - Fortgeschrittene Experimentiertechniken behandelt als Band 2 das Arbeiten mit empfindlichen Reagenzien und im kleinen Maßstab. Dieser Band ist für alle Chemie-Studierenden gedacht, die in ihrem zweiten Organik-Praktikum umsetzen, was zwar oft schon Vorlesungsgegenstand niedrigerer Semester war, aber zu anspruchsvoll für Anfänger/-innen-Hände gewesen wäre: Hydroborierungen, der Einsatz von Gilman-Cupraten, Reaktionen in flüssigem Ammoniak, eine Swern-Oxidation, Sharpless-Epoxidierungen u. v. a. m. (Probeseiten finden Sie unter www.spektrum-verlag.de).

    • Organisch-Chemisches Schwerpunktpraktikum beschreibt als Band 3 die State-of-the-Art-Experimentierkunst am Beispiel von Asymmetrischer Katalyse. Dieser Band richtet sich an diejenigen, die jetzt schon wissen, dass es sie auf Dauer in die Präparative Organische Chemie zieht, und an diejenigen, die sich von Top-Reaktionen für die Präparative Organische Chemie begeistern lassen wollen - also an Studierende im Hauptstudium oder im Masterstudiengang -, und natürlich auch an diejenigen, die bereits in der Organischen Synthese angekommen sind, also an Diplomanden/-innen, Doktoranden/-innen und Praktiker/-innen in der Industrie. Auch hiervon empfehlen wir Probeseiten unter www.spektrum-verlag.de .

    570 Versuche beschreibt unser Praktikum Präparative Organische Chemie insgesamt. Jeder von ihnen hat sich in Freiburg unter Praktikumsbedingungen bewährt (wir können das schwören!), und jeden beschreiben wir einzeln1 und in allen erforderlichen Details. Unser Gesamtangebot besteht aus 250 Vorschriften für Einsteiger/innen2 in Band 1, 220 Transformationen auf avanciertem Niveau in Band 2 und 100 Reaktionen, die das high end zeitgenössischen Experimentierens erreichen, in Band 3.

    Das Praktikum Präparative Organische Chemie enthält als reines Praktikumsbuch so gut wie ausschließlich Spezifizierungen von Reaktionsdurchführungen. Es will an keiner Stelle ein Theorie-Lehrbuch sein. Es will auch in keinem Band schildern, was kumulativ die Bestandteile fundamentaler oder arrivierter organisch-chemischer Experimentiertechnik sind. Ebensowenig wird in diesem Werk der physikalisch-chemische Hintergrund organisch-chemischer Laboratoriumstechnik erläutert (wiewohl jede dieser Techniken beschrieben wird). Diese Konzeption unterscheidet dieses Praktikumsbuch ganz grundlegend von den meisten bisherigen, und das ist pure Absicht: Unsere Materialbeschränkung entspringt der bewussten Konzentration auf unser Hauptziel, funktionierende Versuchsvorschriften zum Vorteil aller weiterzugeben.

    Dieses Ziel des Praktikums Präparative Organische Chemie ist unseres Erachtens so wichtig, so umfänglich, so anspruchsvoll und so eigenständig, dass sie Schaden genommen hätte, wenn wir sie durch den Einbau von Abschweifungen der geschilderten Art verwässert hätten.3 Solche "Abschweifungen" hätten nach unserer Einschätzung der Leserschaft, die uns am Herzen liegt - Wissenschaftlern/innen in spe - , auf ähnliche Weise eine ungebetene Diversität geboten, wie ein (fiktives!) Kochbuch von Paul Bocuse, das zwar angehende Chefs de cuisine ansprechen will, aber außer dem Kerngeschäft Kochkunst a la francaise umfängliche Exkurse über den Cro-Magnon-Menschen, die Ära Napoleon und die Fünfte Republik einstreut. Anders ausgedrückt teilen wir sinngemäß die Erwartungshaltung von denjenigen, die allsommerlich die Berichterstattung von der Tour de France (sofern es nochmals eine gibt...) verfolgen und in diesem Rahmen zuvörderst vom Rennverlauf hören wollen und nicht von den Geschmacksrichtungen des Weins am Straßenrand oder dem Baustil der Schlösser im Blickfeld des Reporters im Hubschrauber.

    Der Spagat zwischen Theorie und Praxis also, zu dem als Pflichtübung fast alle im deutschsprachigen Raum eingeführten Organik-Praktikumsbücher deren Besitzer/innen auffordern, weil sie Erläuterungen zum theoretischen Hintergrund und Experimentiervorschriften miteinander verquicken, wird also fortan höchstens noch Kür oder sogar unnötig - nämlich dann, wenn Sie unserem Vorschlag folgen: Bevorzugen Sie unverbogene Standbeine, aber deren zwei! Nutzen Sie also ein lupenreines Theoriebuch - beispielsweise "Reaktionsmechanismen - Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden" - in Kombination mit dem hier vorgelegten lupenreinen Praktikumsbuch. Das empfehlen wir insbesondere auch deshalb, weil die Themenfolge der Kapitel 1 - 13 in besagtem Theoriebuch und in Band 1 des Praktikums Präparative Organische Chemie dieselbe ist.

    Weitere Charakteristika des Praktikums Präparative Organische Chemie in 3 Bänden sind:

    1) Das Gesamtwerk ist ein didaktisch aufgebautes, innerhalb jedes Einzelbandes und über die Bandgrenzen hinweg stimmiges und aus drei Schwierigkeitsstufen aufgebautes Ganzes.

    2) Die augenfälligsten Unterschiede zwischen der Präparate-Auswahl und -Ordnung in unserem Buch im Vergleich zu Konkurrenzprodukten sind in unserer eigenen Wahrnehmung:

    • Band 1 ist eindeutig nach Reaktionsmechanismen gegliedert. Dadurch werden im Besonderen auch die vielfältigen Reaktionsweisen der (mehreren!) Verbindungsklassen, die eine C=0-Doppelbindung enthalten, konsequent systematisiert - ebenso wie in dem o. g. Mechanismen-Lehrbuch. Auf diese Weise in acht Abschnitte feingegliedert wird die Chemie dieser Verbindungsklassen weitaus verdaulicher, als wenn sie Ingredienz nur scheinbar einheitlicher Potpourris unter allumfassenden Titeln wie "Chemie von Carbonylverbindungen" ist;

    • in Band 2 ist die Vermittlung fortgeschrittener Experimentiertechniken eine unseres Wissens bislang ungenutzte, aber für Studierende äußerst wertvolle Richtschnur. Mit eben dieser Akzentuierung stellen wir das Arbeiten mit Li-Organylen, Cu-Organylen, Li-Amiden, Li-Enolaten, in flüssigem Ammoniak und mit "niedervalentem Titan", komplexen Metallhydriden, Hydroperoxiden (Sharpless-Epoxidierungen!) oder Ozon sowie anderem mehr vor;

    • Band 3 ist als Praktikumsbuch zur Asymmetrische Katalyse unseres Wissens weltweit ein Novum;

    • Alle Bände zeigen überdies, wie sich Moleküle in den Händen eines Synthetikers verändern lassen und wie auf diese Weise aus anfänglich strukturell Einfachem Schritt für Schritt Komplexe(re)s erwächst. Das gilt ganz besonders für die zahlreich enthaltenen Synthese-Sequenzen: Mit sechs Stufen in Folge ist in dieser Hinsicht die Synthese von S-konfiguriertem Ibuprofen das Spitzenangebot von Band 1. Band 2 enthält Sequenzen dieses Umfangs schon beinahe routinemäßig. Daraus ragt die eine oder andere Aufgabe noch heraus, unter anderem eine achtstufige Totalsynthese von 2R, 3S-Norsphingosin. Band 3 schließlich veranschaulicht die Genese hochfunktionalisierter Moleküle und das, was sie als Liganden synthetisch zu bewirken gestatten, an Reaktionsensembles aus dem Bereich der Asymmetrischen Katalyse. Letztere umfassen mehrfach bis zu elf oder zwölf zusammengehörige Synthesestufen.

    3) Jeder Band bietet eine derart große Stoffvielfalt, dass alle Praktikumsaufgaben stark individualisiert werden können. Bei den heute üblichen hohen Studierendenzahlen könnten zwar andere große Universitäten ebensowenig wie wir selbst an der Universität Freiburg behaupten, dass der Umfang des jeweiligen Präparatekanons es zulasse, dass jeder Praktikumsteilnehmer andere Präparate "koche". Nichtsdestoweniger machen wir sowohl auf dem Grund als auch auf dem Fortgeschrittenpraktikums-Niveau einen Vorschriftenfundus verfügbar, aus dem sich 8-12 vollkommen unterschiedliche Präparategruppen zusammenstellen lassen. Auf diese Weise wappnen wir jeden Benutzer dieser Bücher en passant mit einer Methodensammlung, die beim Lernen und Experimentieren weit über die jeweilige Praktikumsdauer hinaus von ganz erheblichem Nutzen sein sollte.

    4) Auf eine Hauptschwierigkeit eines Praktikumsbuchs stößt traditionellerweise, wer ein bestimmtes Reaktionsbeispiel darin wiederfinden möchte und nicht mehr weiß, wo es abgedruckt ist. Noch schlimmer dran ist, wer einen bestimmten Reaktionstyp darin sucht, aber nicht weiß, ob er überhaupt vertreten ist. Um im Praktikum Präparative Organische Chemie dem Ideal "wer suchet, der findet" so nahe wie möglich zu kommen, widmeten wir der Auffindbarkeit aller darin vertretenen Reaktionen besonders große Sorgfalt. Mit jeweils zwei graphischen Inhaltsverzeichnissen und jeweils zwei Stichwortverzeichnissen (erstens: Reaktionsweisen und Namensreaktionen; zweitens: Synthesemöglichkeiten; in Band 2 zusätzlich drittens: Fortgeschrittene Experimentiertechniken) haben wir derlei Unauffmdbarkeitsprobleme hoffentlich eliminiert.

    Wir sechs Freiburger bzw. Ex-Freiburger Autoren wünschen Ihnen viel Spaß und wenig Frustration bei der praktischen Organischen Chemie!

    Freiburg im Breisgau bzw. Münster/Westfalen, im November 2007

    Reinhard Brückner,
    Stefan Braukmüller,
    Hans-Dieter Beckhaus,
    Jan Dirksen,
    Dirk Goeppel und Martin Oestreich

    Vorwort zum Band Organisch-Chemisches Grundpraktikum

    Ein Organisch-chemisches Grundpraktikum macht die Studierenden zum ersten Mal aus deren eigener Anschauung mit der Mehrzahl der fundamentalen Reaktionsmöglichkeiten und mit den dazu erforderlichen Experimentiertechniken vertraut. Das Buch Organisch-Chemisches Grundpraktikum - Grundlegende Synthesetechnik in der Themenfolge des Lehrbuchs "R eaktionsmechanismen - Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden " ist da geeignet, sich in dieser Rolle künftig überregional ebenso zu bewähren wie bislang an seiner Alma Mater, der Universität Freiburg, in Form eines Praktikumsskriptums. Dieses wurde zwischen 1999 und 2007 soweit optimiert, dass wir es in der jetzigen Form als "endgültig und gut" zum Kauf anbieten.

    Das Organisch-chemische Grundpraktikum der Universität Freiburg ist eng mit einer begleitenden Vorlesung "Reaktionsmechanismen der Organischen Chemie" verzahnt. Diese bereitet die Reaktionen der vorausgegangenen Stoffchemie-Einführungsvorlesungen und darüber hinausgehende verwandte Reaktionen parallel zum Praktikum, aber immer mit einer Woche Vorsprung auf.1 Aus diesem Grund findet sich im Organisch-Chemischen Grundpraktikum einerseits eine Wocheneinteilung der Praktikumsversuche und versahen wir andererseits die einzelnen Präparategruppen mit denselben Abschnitts-Nummern wie die dazugehörigen Kapitel in dem Lehrbuch "R eaktionsmechanismen - Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden ".2

    Wer in einem anderen Institut unser Grundpraktikum adaptieren oder wer als Lehrer, Jugend-forscht-Ambitionierter oder Chemie-Olympionike in spe Teile unseres Grundpraktikums übernehmen möchte, sollte dank unseres langen Optimierungsvorlaufs keine ernstliche Bewährungsprobe gewärtigen müssen (geschweige denn eine Feuertaufe mit diesem Praktikum zu bestehen haben ... - wir hatten jedenfalls keine!). Die meisten zunächst vorstellbaren Klippen beim Nacharbeiten der insgesamt 248 Experimente müssten eigentlich bereits während der Freiburger Testjahre aufgetreten sein. Viele davon konnten wir bzw. unsere Studierenden durch geeignete Maßnahmen erfolgreich umschiffen. Unsere "Anmerkungs"-Kollektionen in Form zahlreicher Fußnoten bei der Mehrzahl der Vorschriften machen deutlich, wo in solchen Fällen "der Hase im Pfeffer" gelegen hatte. Die Summe dieser Eingriffe sollte Ihnen einen "Genuss ohne Reue" im OGP ermöglichen.3

    Die eine oder andere Klippe konnten wir gelegentlich auch nicht meistern. Die betroffene Versuchsvorschrift strichen wir dann rigoros. Mit unserem "Organisch-Chemischen Grundpraktikum" werden Sie bzw. Ihre Studierenden folglich nie in Richtung einer bereits erkannten Schwierigkeit an den Start gelassen. Animiert eine solche "Hersteller-Garantie" nicht gleich zum Kauf? Doch, auf eine solche Wirkung hoffen wir - zumal die Maxime bei unserer Versuchsauswahl des weiteren war, den Studierenden in ihr erstes Praktikum der Organischen Chemie möglichst viel gut Funktionierendes, möglichst viel Verständliches, möglichst viel Anregendes und möglichst viel Nützliches mitzugeben. In der Bilanz glauben wir sagen zu dürfen: Viele Studierende erfuhren auf diese Weise eine sehr gute Ausbildung im Experiment - und eine ebenso wertvolle Verbesserung ihrer Kenntnisse in der Theorie ebenfalls.4

    Natürlich grenz(t)en auch die Freiburger Stundentafeln das Organisch-chemische Grundpraktikum in bezug auf den Zeitumfang ein - jedenfalls seinen Laborteil. Als Dozent löst man deshalb immer wieder ein unüberhörbares Erstaunen aus, wenn man seinen Kollegen andernorts erzählt, dass die Freiburger Studierenden im Verlaufe ihres Grundpraktikums typischerweise 35 Stufen aus diesem Vorschriftenkanon realisieren. Dafür steht ihnen ein 12-Wochen-Praktikum zur Verfügung, das aus drei regulären Bearbeitungs-Nachmittagen (a 5 Stunden) pro Woche und einem Puffer-Nachmittag gleicher Dauer besteht (sofern ein solcher zur Erledigung von Rest-Arbeiten oder zur Kompensation eventueller Fehlschläge nötig sein sollte). Das innerhalb dieses Rahmens absolvierbare Experimentiervolumen schafft unseres Erachtens ganz maßgeblich die Voraussetzung dafür, dass dieselben Studierenden nur ein oder zwei Semester später in ihrem Organisch-chemischen Fortgeschrittenenpraktikum so manche Syntheseaufgabe bewältigen können, die an anderen Orten vielleicht erst im Mitarbeiterpraktikum bearbeitbar würde.5

    In der Praxis beginnt eine "Reaktionsdurchführung" übrigens keineswegs mit dem Gang in die Chemikalienausgabe oder mit dem Öffnen des Laborunterschranks, sondern davor: mit der Erstellung einer Betriebsanweisung. Außerdem ist die Bearbeitung eines Praktikumsversuchs stets mit Eintragungen zum Experimentierverlauf in das Laborjournal verquickt. Endgültig abgeschlossen ist ein Experiment überdies nicht schon mit dem Entsorgen der Rückstände und dem Spülen der Kolben - obwohl beides unabdingbar ist (und vor dem Protokollschreiben erledigt werden sollte!) -, sondern mit der Anfertigung eines Versuchsprotokolls. All diese Aspekte berücksichtigen wir, indem der einführende Abschnitt dieses Buchs je ein Beispiel einer Betriebsanweisung, einer zu demselben Versuch gehörenden Original-Laborjournalseite und eines daraus hervorgegangenen Versuchsprotokolls enthält.

    Seneca hätte sich vermutlich allein mit der letzteren Art Anleitung - nämlich durch ein Beispiel - zufriedengegeben. Von ihm stammt ja die Weisheit »lang ist der Weg durch Lehren, kurz und wirksam [der Weg] durch Beispiele«6 . In Bezug auf die Vermittlung des gewünschten Inhalts und der gewünschten Form von Chemieprotokollen hätte sich Seneca mit dieser Ausage aber geirrt! Es stellt nämlich eine verlässliche Assistentenerfahrung dar, dass gerade in diesem Zusammenhang das Allgemeine ("wie schreibe ich das nächste Protokoll?") keineswegs automatisch aus dem Beispielhaften ("wie sieht das Musterprotokoll aus?") hervorgeht. Altgediente Assistenten neigen sogar zu der Vermutung, dass die ersten eigenen Versuchsprotokolle typischerweise als Antithese zu jeglichen professoralen Protokoll-Vorlagen konzipiert werden ... Als unsere Schlussfolgerung aus diesem Erfahrungswert finden Sie auf den Seiten 46-47 14 "Regeln zur Anfertigung eines Versuchsprotokolls" niedergelegt. Vielleicht klappt's ja mit diesen auch bei Ihnen!

    Ansonsten bemühten wir uns, den allgemeinen Vorspann so knapp wie möglich zu halten. Daher beginnt bereits auf S. 65 unser Angebot von neun Stoff-Trennungen bzw. Stoff-Reinigungen. Besonderes Interesse verdienen dabei die Isolierung eines Naturstoffs aus Baumharz und eine Racematspaltung von Phenethylamin. Ab S. 79 folgen nach Mechanismen sortiert 239 Herstellungsbeschreibungen. Diese umfassen 70 meist zweistufige Synthesesequenzen (Formelübersicht: S. 378-387). Nur vereinzelt konnten wir noch mehr Schritte hintereinanderschalten, etwa bei unseren Rekordhaltern S-Ibuprofen (sechsstufig) und rac-Methionin (vierstufig). Man unterschätze aber auf keinen Fall die Attraktivität von "nur-2-Stufen-Präparaten" wie die Darstellung von L-Homoarginin (Präparat 8-8) oder die Kiliani-Fischer-Verlängerung von D-Xylose zu D-Gulonolacton (Präparat 7-11). In summa entstammt auf alle Fälle mehr als die Hälfte aller Präparate einer Reaktionssegwewz. Wir halten das für ein großes Plus.7

    Natürlich können auch Einzelschritte interessant sein. Das entspricht jedenfalls unserem eigenen Eindruck von der Wacker-Oxidation zum Präparat 3-15, der direkten Amidbildung aus einem Ammoniumcarboxylat (Präparat 6-9), der Umesterung einer PET-Flasche (!; Präparat 6-20), der Verwendung eines Instant-Ylids® in einer sogenannten "Wittig-Reaktion im Becherglas" (Präparat 11-1) und je einer Cram-selektiven Keton-Reduktion (Präparat 10-8) sowie Grignard-Addition (Präparat 10-16). Sogar eine Friedel-Crafts-Alkylierung kann aufregend aussehen, z. B., wenn das Alkylierungsmittel nicht ein 08/15-Halogenid ist, sondern etwas Design enthält (Präparat 5-21). Eine Aminonitrilsynthese nach Strecker wirkt überraschenderweise am reizvollsten, wenn sie von Formaldehyd, also dem einfachst möglichen Aldehyd ausgeht (Präparat 9-8).

    Als letzter Kommentar sei nicht vergessen hinzuzufügen, dass einige Reaktionserfolge nicht anhand der traditionellen Grundpraktikums-Kriterien Schmp., Sdp. und/oder Brechungsindex belegbar sind, sondern nur mit Hilfe der1 H-NMR-Spektroskopie. Da davon auszugehen ist, dass die Letztere im fraglichen Studienabschnitt nirgendwo schon wirklich selbständig eingesetzt werden kann, enthält dieser Band "rudimentär interpretierte1 H-NMR-Daten" zur Selbst-Vergewisserung von Studierenden in der betreffenden Nachweis-Situation.8

    1 Wir tragen damit der ebenso unangenehmen wie verbreiteten Erfahrung Rechnung, wonach allgemeine Versuchsvorschriften zwar immer Platz sparen, aber keineswegs so universell zutreffen, wie man vielleicht glaubt.
    2 Ab hier verzichten wir im Regelfall auf die "politisch korrekte Parallelsprache" (Chemiker und Chemikerinnen) ebenso wie auf die "politisch korrekte Neutralsprache" (Studierende), und zwar des einfachst möglichen, d. h. am besten verständlichen Ausdrucks halber. M. a. W. formulieren wir Sexus-unabhängige Sachverhalte fortan auch dann im Genus maskulin, wenn wir ausdrücklich "Männlein und Weiblein" meinen.
    3 Derlei "Abschweifungen" halten wir allein schon deshalb für unnötig, als es für jeden der genannten Teilaspekte bereits einschlägige und qualitativ hochwertige Literatur gibt.
    1 Unser Organisch-Chemisches Grundpraktikum berührt nur das Thema "Oxidationen und Reduktionen" nicht. Das hat zwei Gründe: 1) Auch wir können im Rahmen von 12x3 Praktikumsnachmittagen nicht jedes Thema bearbeiten lassen. 2) Die Toxizität [Cr(VI)-Verb., OsO 4 , Ph 2 Se 2 etc.], der Geruch (Swern-Oxidation, reduktive Lithiierung etc.), der Preis (Dess-Martin-Oxidation, TPAP etc.) und die hohe Luft- und Wasserempfindlichkeit (LiAlH 4 , BH 3 , Alkylborane, Na/NH 3 etc.) vieler Redox-Reagenzien machen ein Aufschieben entsprechender Experimente bis zum Fortgeschrittenenpraktikum zweckmäßig. Versprochen: Im Organisch-Chemischen Fortgeschrittenenpraktikum -Fortgeschrittene Experimentiertechniken: Empfindliche Reagenzien und kleiner Maßstab, also im Band 2 des Gesamtwerks, finden Sie zahlreiche Oxidationen und zahlreiche Reduktionen!
    2 Letzteres ist die Ursache dafür, dass die Numerierung der Kapitel mit den Experimentalvorschriften mit einer (arabischen) Null beginnt.
    3 Als "plaisir-Kochen" könnte man das im Sportkletter-Vokabular bezeichnen (wem dieses Attribut nichts sagt, steuere http://www.filidor.ch/ an und klicke dann "weiter" an; man vervollständige unter http://alpen.sac-cas.ch/html_d/archiv/2005/200502/ad_2005_02_l 8.pdf allerdings lieber nicht seine Hintergrundinformationen, denn das obige Wort ist in diesem Zusammenhang nicht mehr als Analogie gemeint).
    4 Besonders viel Theorie vermittelt der hiesige Band Organisch-Chemisches Grundpraktikum allen Praktikanten, wenn die Praktikumsleitung grundsätzlich allen Labortisch-Nachbarn unterschiedliche Präparatesätze zuordnet. Diese denkbar einfache Maßnahme rückt mindestens doppelt so viele Reaktionen (d. h. ca. 70) wie die selbst durchgeführten (ca. 35) ins Blickfeld jedes Einzelnen. - Noch mehr theoretischen Hintergrund übt ein, wer die Präparatekollektion zu jedem Reaktionstyp aus dem einleitenden graphischen Inhaltsverzeichnis dieses Buchs Woche für Woche mit der Frage "wie funktioniert diese Reaktion mechanistisch im Detail?" durcharbeitet. Achtung: In dieser Hinsicht verstecken sich in unserem Präparatekanon ein paar brain-buster wie die Regioselektivität der ß-Eliminierung 3-8 -> 4-7, die Umwandlung Propionylchlorid + Bernsteinsäure + Aluminiumtrichlorid -> 12-12, die Umlagerung 5-24 -> 12-8 oder die Isomerisierung 13-1 -> 13-16.
    5 Prüfen Sie selbst im Band 2 des Praktikums Präparative Organische Chemie, inwieweit Sie diesen (selbstbewussten) Kommentar für gerechtfertigt halten!
    6 Für die humanistisch Gebildeten unter Ihnen: Longum iter est per praecepta, breve et efficax per exempla.
    7 Diesen Satz hätten wir auch unter Hinzufügen der Worte "auch unter dem Gesichtspunkt 'Nachhaltigkeit' " formulieren können. Das wäre jedoch nur ein sound-bite gewesen. Bei organisch-chemischem Anfängerarbeiten scheint uns der Aspekt "Nachhaltigkeit" keiner zu sein, der mit einer hohen Priorität zu berücksichtigen wäre. Allerdings spart man sowohl dank der bei uns zahlreich vertretenen Reaktionssequenzen als auch wegen unserer Beschränkung auf kleine Ansätze - wir starten im Allgemeinen mit 1-10 g Edukt - sowie vor allem als eine Konsequenz aus dem dadurch verminderten Solvensverbrauch in einem sehr interessanten Umfang bei den Ressourcen "Chemikalien" und "Budget". Nur durch eine bewusste Nutzung dieser Faktoren wurde unser eigenes Grundpraktikum finanzierbar!
    8 Die Bände 2 und 3 richten sich nicht mehr an NMR-Novizen. Um aber keinen der dann bereits herangebildeten NMRJuniorexperten dazu zu verleiten, die zu diesem Zeitpunkt erwartbaren NMR-Vollinterpretationen "gestützt durch Vorgaben aus dem jeweiligen Praktikumsbuch" vorzunehmen anstatt unter Benutzung des eigenen Kopfes, geben wir in den weiterführenden Bänden überhaupt keine NMR-Daten an.

    Klappentext



    Das
    Chemie
    "Kochbuch"
    mit
    Nachkochgarantie!
    *

    Wem die Laborarbeit schon im bisherigen Studienverlauf gefallen hat - ob bei der Jagd auf Ionen im Analytik-Praktikum oder beim Kristallezüchten im Anorganik-Praktikum -, ist reif zum Einstieg - aus unserer Sicht: Aufstieg - ins organisch-chemische Laboratorium. Mit der hier vorgelegten Auswahl von 250 Präparaten erwartet Sie dafür ein idealer Wegbegleiter. In einem Praktikumsbuch - Ihrem "Kochbuch" der nächsten Monate - erwarten Sie zu Recht keine theoretischen Exkurse. In der Tat servieren wir Ihnen Versuchsvorschriften pur. Sie sollen in Ihren Händen möglichst zuverlässig gelingen, und sie sollen möglichst lehrreich sein - sowohl in Bezug auf die Schulung Ihres Experimentiervermögens als auch im Hinblick auf Ihr Vertrautwerden mit der Vielfalt der Stoffumwandlungsmöglichkeiten.

    Der Band Organisch-Chemisches Grundpraktikum - Grundlegende Synthesetechniken lässt sich folgendermaßen charakterisieren:

    • die Richtschnur für die Sortierung der Versuchsvorschriften ist der zugrundeliegende Reaktions
    • die Kapitel-Einteilung ist dieselbe wie die Themenfolge des Lehrbuches Reaktionsmechanismen - Organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden;
    • ausgewählt wurden ausschließlich Vorschriften, die mit den Ausrüstungsstandards eines Praktikumssaals umsetzbar sind; sie haben sich im Grundpraktikum der Universität Freiburg durchweg bewährt;
    • eine Wochentaktung gibt an, wie die grundlegenden Arbeitstechniken und gut 30 Reaktionsbeispiele aus 13 Präparategruppen im Rahmen eines 12-Wochen-Nachmittagspraktikums (an jeweils 3-4 Wochentagen) erlernt bzw. bearbeitet werden können;
    • der große Umfang der Präparatepalette gestattet, die Praktikumsaufgaben stark individualisiert zuzuordnen; das stellt sicher, dass jede (r) Studierende auch von den anderen lernen kann ... und gräbt "Master-Ansätzen mehrerer Kommilitonen/-innen in ein und demselben Reaktionsgefäß" die Bedeutung ab;
    • mehr als die Hälfte der Versuche betrifft mehrstufige Reaktionsseguenzen, was Chemikalien spart und veranschaulicht, wie ein Molekül in den Händen von Synthetikern/-innen heranwächst;
    • alle Reaktionen und Reaktionstypen wurden durch die Kopplung von einem graphischen Inhaltsverzeichnis mit mehreren Stichwortverzeichnissen gezielt (wieder)auffindbar gemacht. Ganz gleich, ob Sie eine chemische Grundausbildung an einer Universität erfahren oder Chemie an einer Fachhochschule studieren oder ob Sie Chemielehrer/-in sind: Wir wünschen viel Spaß und wenig Frustration bei der praktischen Organischen Chemie! **

    *... unter den Voraussetzungen einer hinreichenden experimentellen Begabung ("keine zwei linken Hände") und eines adäquaten Trainingszustands ("mehr gewöhnt sein als Kipp-Schütt-Versuche")!

    ** Sie mögen es noch anspruchsvoller? Dann schauen Sie sich die weiterführenden Bände vom "Praktikum Präparative Organische Chemie" an, nämlich Organisch-Chemisches Fortgeschrittenenpraktikum und Organisch-Chemisches Schwerpunktpraktikum.

    www.spektrum-verlag.de


    ISBN 978-3-8274-1505-9

    Spektrum

    AKADEMISCHER VERLAG

    Register

    Kapitel VII
    Index der Reaktionsweisen (inkl. Namensreaktionen und "Namensreagenzien")


    A

    Acylierung von C-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat) 177-185, 187, 191, 227-231, 233, 317, 323, 341-344, 347
    Acylierung von C-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat)
    - Addition des C-Nucleophils an resultierende Carbonyl
    - verbindung 231f
    Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit
    - Carbonsäure(derivat) 204-226, 245, 254, 298, 309-311, 314, 348
    - siehe auch Hydratisierung von Nitril
    - siehe auch Hydrolyse von Carbonsäurederivat
    - siehe auch Hydrolyse von Nitril
    - siehe auch Verseifung von Carbonsäureester Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit Kohlensäurederivat 206, 211, 219, 221, 250, 253
    Addition an olefmische Doppelbindung 120-137
    Addition von C-Nucleophil an Carbonylverbindung 175, 281, 283f, 287-291, 304, 345f siehe auch Aldoladdition

    Addition von C-Nucleophil an Heterocumulen 190
    Addition von Heteroatom-Nucleophil an Heterocumulen 220, 250-252, 254
    Aldoladdition 320, 336f, 344
    - siehe auch Addition von C-Nucleophil an Carbonylverbindung
    - siehe auch Darzen-Glycidestersynthese Aldolkondensation 320, 338, 354
    - siehe auch Kondensation von Carbonylverbindung mit C-Nucleophil Alkylierung von C-Nucleophil 170-175, 189, 241, 318, 324, 327f, 331f
    Alkylierung von Heteroatom-Nucleophil 89-95, 97-100, 102-118, 251, 253, 311, 345f
    Arbusow-Reaktion 117f
    Arin als Zwischenstufe 203
    aromatische Substitution siehe elektrophile Substitution

    an Aromaten siehe nucleophile Substitution an Aromaten
    Arylierung von Heteroatom-Nucleophil 196-199, 202f
    Azokupplung 166-168


    B

    biomimetische Cyclisierung 137
    Bromierung
    - in Allylstellung 86-88
    - in Benzylstellung 83f
    - von C-Nucleophil 85, 154-159, 305-311


    C

    C=C-bildende ß-Eliminierung
    - siehe ß-Eliminierung
    - siehe Olefin-bildende Fragmentierung Chlorierung
    - in Benzylstellung 81f
    - von C-Nucleophil 153
    Chlormethylierung 176
    cis-vic-Dihydroxylierung 124, 126f
    Claisen-Kondensation 341f
    Cyanierung
    - von C-Elektrophil 236, 241, 245, 261-263
    - von C-Nucleophil 192
    Cycloaddition 120
    Cyclopropanierung 120


    D

    Darzen-Glycidestersynthese 345f
    - siehe auch Aldoladdition
    - siehe auch Kondensation von C-Nucleophil mit Carbonylverbindung Decarboxylierung von ß-Ketosäure, 327, 342, 348f, 352f
    - siehe auch Defunktionalisierung
    Decarboxylierung von Malonsäure und ihren Derivaten 330, 335, 339f, 348
    - siehe auch Defunktionalisierung Defunktionalisierung 112
    - siehe auch Decarboxylierung von Malonsäure und ihren Derivaten
    - siehe auch Decarboxylierung von ß-Ketosäure
    - siehe auch Grob-Fragmentierung Dehydratisierung Amid -> Nitril 234f
    diastereoselektive Synthese 92f, 123, 126-133, 274f, 277-280, 287-291
    Diazotierung 105-107, 166-168, 196-201
    Dieckmann-Kondensation 343


    E

    elektrophile Substitution an Aromaten 153-195
    - siehe auch zpso-Substitution ß-Eliminierung 138-144, 148-152, 254, 320f
    - siehe auch Reduktion eines Strukturelements Het-C-CHet zu C=C-Bindung enantioselektive Synthese 320
    Epoxidierung 121-123
    Ester-Pyrolyse 150
    - siehe auch Tschugajew-Reaktion Ether-Spaltung 98


    F

    Favorski-Umlagerung 146
    Finkelstein-Reaktion 97
    Friedel-Crafts-Acylierung 177-183, 191
    Friedel-Crafts-Alkylierung 170-174


    G

    Gabrielsynthese 112, 330
    Grignard-Reduktion 274, 277, 281, 283f, 287-291
    - siehe auch Grignard-Verbindung Grignard-Verbindung 193f, 227f, 230-232
    - siehe auch Grignard-Reduktion Grob-Fragmentierung 145
    - siehe auch Defunktionalisierung Glycidester-Synthese
    - sihe Darzen-Glycidestersynthese


    H

    Hajos-Parrish-Sauer-Eder-Wiechert-Reaktion 320
    Hell-Volhard-Zelinsky-Reaktion 309
    Horner-Wadsworth-Emmons-Reaktion 301 -304
    Hydratisierung von Nitril 242
    - siehe auch Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat)
    - siehe auch Hydrolyse von Carbonsäurederivat Hydrolyse oder Alkoholyse ("Umacetalisierung") von Acetal 243, 258
    Hydrolyse von Carbonsäurederivat 245, 327, 342, 349, 352
    - siehe auch Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat)
    - siehe auch Hydratisierung von Nitril
    - siehe auch Hydrolyse von Nitril Hydrolyse von gem-Dihalogenalkan 108f
    Hydrolyse von Nitril 236, 268f, 245
    - siehe auch Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat)
    - siehe auch Hydrolyse von Carbonsäurederivat Hydrolyse von Organometallverbindung 193


    I

    Iodierung von C-Nucleophil 160f, 312
    jpso-Substitution 159, 162


    K

    Knoevenagel-Kondensation 339f
    Kolbe-Nitrilsynthese 241
    Kolbe-Schmitt-Synthese 190
    Kondensation von Carbonylverbindung mit C-Nucleophil 293, 295-298, 300-304, 319
    - siehe auch Aldolkondensation
    - siehe auch Darzen-Glycidestersynthese Kondensation von Carbonylverbindung mit Heteroatom Elektrophil
    - siehe Bromierung von C-Nucleophil Kondensation von Carbonylverbindung mit Heteroatom-Nucleophil
    - siehe Umsetzung von Carbonylverbindung mit Heteroatom-Nucleophil


    L

    Lucas-Probe 93


    M

    Markownikow-Orientierung bei H-X-Addition 135f
    Meisenheimerkomplex-analoge Zwischenstufe 202
    Meldrumsäure 260
    Michael-Addition 236, 316, 322, 349, 351-354


    N

    Nachbargruppeneffekt 105-107
    Nitrierung von C-Nucleophil 162-165
    Nitrosierung von C-Nucleophil 314
    nucleophile Substitution
    - am Carboxyl-Kohlenstoff 177f, 204-233, 341f
    - am gesättigten C-Atom 89-119
    - an Aromaten 196-203


    O

    Olah-Formylierung 189
    Olefin-bildende ß-Eliminierung 138
    - siehe ß-Eliminierung

    Olefin-bildende Fragmentierung 145, 344
    Oxidation von C=C-Doppelbindung
    - siehe cis-vic -Dihydroxylierung
    - siehe Epoxidierung


    P

    Phasentransfer-Katalyse 104, 120
    Phenolverkochung von Diazoniumsalz 196
    Pinner-Reaktion 243-245


    R

    Racematspaltung 65
    radikalische Substitution am gesättigten C-Atom 79-88
    Radikalketten-Halogenierung 81-88
    Reduktion eines Strukturelements Het-C-C-Het zu C=C
    - Bindung 147
    - siehe auch ß-Eliminierung Reduktion von Aldehyd zu Alkohol
    - siehe Reduktion von Carbonylverbindung zu Alkohol Reduktion von Carbonylverbindung zu Alkohol 271-275, 277-280
    Reduktion von C-Hetzu C-H-Bindung 193, 200f
    Reduktion von Keton zu Alkohol
    - siehe Reduktion von Carbonylverbindung zu Alkohol Reduktion von Oxim zu Amin 314
    Robinson-Anellierung 320, 35 f, 353 (wenn zusammen mit der Darstellung der Vorstufe betrachtet)


    S

    Sandmeyer-Reaktion 199-201
    stereoselektive Synthese 86f, 102, 105-107, 139-142, 145f, 295-298, 300, 302, 319, 338-340
    Strecker-Synthese 239, 263
    Substitution am Carboxyl-Kohlenstoff
    - siehe nucleophile Substitution am Carboxyl-Kohlenstoff
    Substitution am gesättigten C-Atom
    - siehe nucleophile Substitution am gesättigten C-Atom
    - siehe radikalische Substitution am gesättigten C-Atom Sulfonylierung von Nucleophil 162


    T

    trans-vic-Dihydroxylierung 123
    Tschugajew-Reaktion 152
    siehe auch Ester-Pyrolyse


    U

    Umesterung 119, 222f, 298, 348
    Umlagerung 146, 312, 343
    - siehe auch Wagner-Meerwein-Umlagerung Umsetzung von Carbonsäure(derivat) mit C-Nucleophil
    - siehe Acylierung von C-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat)
    - siehe Acylierung von C-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat) /

    - Addition des C-Nucleophils an resultierende Carbonylverbindung Umsetzung von Carbonsäure(derivat) mit Heteroatom-Nucleophil siehe Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat) siehe Hydrolyse von Carbonsäurederivat Umsetzung von Carbonylverbindung mit C-Nucleophil siehe Addition von C-Nucleophil an Carbonylverbindung siehe Kondensation von Carbonylverbindung mit CNucleophil Umsetzung von Carbonylverbindung mit Heteroatom-Nucleophil 256-260, 264-270, 312
    Umsetzung von Carbonylverbindung mit H-Nucleophil siehe Reduktion von Carbonylverbindung zu Alkohol Umsetzung von Heterocumulen mit C-Nucleophil
    - siehe Addition von C-Nucleophil an Heterocumulen Umsetzung von Heterocumulen mit Heteroatom-Nucleophil
    - siehe Addition von Heteroatom-Nucleophil an Heterocumulen Umsetzung von Kohlensäurederivat mit Heteroatom-Nucleophil
    - siehe Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit Kohlensäurederivat


    V

    Verseifung von Carbonsäureester 224, 226, 254, 312, 330f, 335, 353
    - siehe auch Acylierung von Heteroatom-Nucleophil mit Carbonsäure(derivat) Vilsmeier-Haack-Acylierung 184
    - siehe auch Vilsmeier-Haack-Formylierung Vilsmeier-Haack-Formylierung 185, 187


    W

    Wacker-Oxidation 135
    Wagner-Meerwein-Umlagerung 172
    Weinreb-Amid 229
    Wieland-Miescher-Keton 320
    Williamson-Ethersynthese 100, 102
    Wittig-Reaktion 293, 295-298, 300
    Wohl-Ziegler-Bromierung 86-88



    Autor

    Prof. Dr. Reinhard Brückner

    Institut für Organische Chemie und Biochemie der Albert-Ludwigs-Universität
    Albertstraße 21, 79104 Freiburg
    e-mail: reinhard.brueckner@organik.chemie.uni -freiburg.de

    Akad. Rat Dr. Stefan Braukmüller

    Institut für Organische Chemie und Biochemie der Albert-Ludwigs-Universität
    Albertstraße 21, 79104 Freiburg
    e-mail: Stefan.Braukmueller@ocbc.uni-freiburg.de

    Akad. Rat i.R. Dr. Hans-Dieter Beckhaus

    Institut für Organische Chemie und Biochemie der Albert-Ludwigs-Universität
    Albertstraße 21, 79104 Freiburg

    Dr. Jan Dirksen

    Institut für Organische Chemie und Biochemie der Albert-Ludwigs-Universität
    Albertstraße 21, 79104 Freiburg
    e-mail: jdirksen@chemie.uni-freiburg.de

    Akad. Direktor Dr. Dirk Goeppel

    Verwaltung des Chemischen Laboratoriums der Albert-Ludwigs-Universität
    Albertstraße 21, 79104 Freiburg
    e-mail: goeppel@verwaltung.chemie.uni-freiburg.de

    Prof. Martin Oestreich

    Organisch-Chemisches Institut der Westfälischen Wilhelms-Universität
    Corrensstraße 40, 48149 Münster
    e-mail: martin.oestreich@uni-muenster.de

    Reviews

    Thematisch werden praktisch alle für das Bachelor-Studium relevanten Reaktionstypen erfasst, ohne dass der Umfang des Buches ausufert. (...) Die Autoren haben ein modernes, praxisnah gestaltetes Buch vorgeleg. Zusammen mit dem erwähnten Lehrbuch zu Reaktionsmechanismen und den angekündigten Bänden zum Fortgeschrittenen- und zum Schwerpunktpraktikum, die hoffentlich bald folgen, hat es das Zeug, eine Basis für die Ausbildung in organischer Chemie aus einem Guss zu bilden. Nachrichten aus der Chemie Band 1 der Reihe von Praktikumsbüchern, unter deren Anleitung in der Uni Freiburg seit einigen Jahren gekocht wird, besticht durch eine gute Einleitung in praktische Arbeiten (z.B. Arbeitstechniken und Protokollierung) und insbesondere durch sauber ausgearbeitete Reaktionsvorschriften. (...) Die hier vermittelten Grundlagen und Umsetzungen von wichtigen Stoffklassen machen das Buch generell zu einen nützlichen Begleiter erster Praktikumsstunden, und auch Hobbychemiker werden ihre Freude daran haben. www.organische-chemie.ch Das Buch "Praktikum Präparative Organische Chemie - Organisch-Chemisches Grunpraktikum" ist gut gegliedert und führt den Studenten hinreichend in die Arbeitsweisen des OC-Grundpraktikums ein. Plumbum, Fachschaft Chemie Uni Bonn  Das Buch entstand ... aus einem Praktikumsskript der Uni Freiburg wurde überarbeitet, optimiert und erfreut nun bundesweit. Nach dem graphischen Inhaltsverzeichnis geben die Autoren Sicherheitshinweise und Tipps zur Protokollierung und diversen Arbeitstechniken. Die zwölf Praktikumswochen folgen und man kann eigentlich nur noch viel Spaß wünschen. Mit diesem ansprechenden und kompetenten Begleiter im robusten Schutzumschlag (abwischbar) kann eigentlich nichts mehr schiefgehen. Buchkatalog.de