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Chapter 9

Reactions of Alkanes

Radicals

Irene LeeCase Western Reserve University

Cleveland, OH©2004, Prentice Hall

Organic Chemistry 4th Edition

Paula Yurkanis Bruice

Erdöl ist ein komplexes Gemisch aus Alkanen undCycloalkanen, das durch Destillation getrennt wird.

Alkane sind nicht besonderst reaktiv, da sie nur stabileσ-Bindungen haben mit Atomen, die nicht starkpolarisiert sind.

Alkane reagieren mit Chlor und Brom

Reaktion von Alkanen mit Cl2 oder Br2

Welche Faktoren beeinflussen die Produktverteilung?

Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt ist dieAbstraktion des Wasserstoffatoms

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Relative Stabilität von Radikalen

Das stabilere Radikal wird leichter gebildet, daher bildet sich 2-Chlorobutan schneller

pg 341 middle

Statistische und Reaktivitätsfaktoren müssenberücksichtigt werden bei der Produktanalyse

Statistische Faktoren: Die Anzahl der H-Atomedie abstahiert werden können, um das gleicheProdukt zu bilden.

Reaktivität: Unterschiedliche Geschwindigkeit beider Abstraktion der verschiedenen H-Atomsorten

Reaktivität - SelektivitätBromradikal ist weniger reaktiv, dafür aber selektiverals ein Chlorradikal

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Warum sind die relativen Geschwindigkeiten für dieH-Abstraktion so unterschiedlich für Cl und Br?

Je reaktiver eine Spezies, desto weniger selektiv ist sie

Fluorierungen oder Iodierungen?

Iodierung von Alkanen im Gegensatz zurChlorierung und Bromierung findet nicht stattFluorierungen sind zu exotherm um präparativnützlich zu sein.

Relative Stabilität von Radikalen

Das stabilere Radikal wird schneller gebildet

Radikalische Substitution anbenzylischen Alkanen Aufgrund der hohen Reaktivität von

Allylbromiden kann ein milderesBrominierungsreagenz verwendet werden

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Vorteil: Aufgreund der geringen Konyentration vonBr2 and HBr tritt keine Addition an dieDopplebindung auf.

Stereochemie in der RadikalischenSubstitution

Warum werden beide Enantiomere gebildet_

Was passiert, wenn bereits ein Stereozentrum im Molekülvorhanden ist und durch das Radikal ein weiteres gebildet wird?

Radikale in biologischen Systemen

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Radikale und Ozon

• Ozon an der Eroberfläche ist hochgiftig (Smog)

• Ozon in der Stratosphäre schützt dieErde vor UV-Stahlung

O2

O3

hnO + O

O + O2

Chlorfluorkohlenwasserstoffe (FCKWs) sind sehrstabil bis sie die Stratosphäre erreichen

C ClF

Cl

F

hnCF

Cl

F

+ Cl

Chlorradikle zerstören Ozon (katalytisch)Cl+ O3ClO + O2ClO + O3 Cl + 2 O2