Reaktion von 2-Pentanol mit Phosphorsäure

Question

ich verzweifele gerade an einer alten Klausuraufgabe und hoffe es kann mir jemand helfen:

Es werden 20ml 2-Pentanol nach Zugabe von wenigen ml Phosphorsäure auf 120°C erhitzt. Die bei der Reaktion enstanden Gase werden in einer Kühlfalle zur Kondensation gebracht. Die enstanden Produkte werden untersucht:

1. Bromwasserprobe: Bei beiden Verbindungen A und B ist die Probe positiv (auch ohne Belichtung, Bromwasser wird entfärbt).

2. Destillation: Die Flüssigkeit besteht aus 2 verschiedenen Verbindungen, A und B.

3. Siedepunktbestimmung: Verbindung A hat einen Siedepunkt von 30°C und Verbindung B 36°C

Fragen dazu:

(I) Welche Produkte enstehen dabei?

(II) Wie reagieren die Produkte mit einer Bromwasserstofflösung (HBr)?

Meine Ansätze:

(I) Da die Bromwasserprobe bei beiden positiv ist müssen Alkene entstanden sein: Pent-1-en und Pent-2-en (?)

(II) Electrophile Addition: 1 Brompentan entsteht und ..... (es sollen jeweils 2 Produkte enstehen, doch da weiß ich leider           nicht weiter)

Answer 1

Hi, here chemweazle,

Es entsteht ein Carbeniumion, das Carbeniumion 1, aus dem entstehen durch E1-Reaktion 1-Penten und cis- und trans 2-Penten.

Aus Carbeniumion 1 kann durch die Wagner-Meerwein-Umlagerung das Carbeniumion 2 entstehen.


Aus dem Carbeniumion 2 entstehen auch die beiden Diastereomere des 2-Pentens
(cis- und trans-Form) wie aus Carbeniumion 1.

Das Carbeniumion 2 addiert Wasser und liefert 3-Pentanol.

HX-Addition an 1-Penten

Es enstehen durch die Protonierung der C-C-Dppelbindung die 2 Carbeniumionen Nr.1 und Nr.2.
Das Carbeniumion 1 trägt die positive Ladung am C2-Atom und bildet durch Addition von Halogenid-Ionen das racemische 2-Halogenpentan.

Das Carbeniumion 2 entsteht aus dem Carbeniumion 1 durch die Wagner-Meerwein-Umlagerung(sigmatrope 1,2-H-Verschiebung).

Die Halogenid-Addition an das Carbeniumion 2 liefert das 3-Halogenpentan.


Also es entstehen durch die HX-Addition an 1-Penten sowohl das 2-Halogenpentan und das 3-Halogenpentan.

HX-Addition an den 2-Penten

Eigentlich liegen 2 Diastereomere vor. Die cis- und die trans-Form.

Beide Diastereomere liefern durch die Protonierung der C-C-Doppelbindung das Carbeniumion 2.

Die anschließende Halogenid-Addition liefert das 3-Halogenpentan.

Denkbar ist noch die Umlagerung von Carbeniumion 2 ins Carbeniumion 1.

Es könnten sich die beiden Carbeniumionen Nr.1 und Nr.2 miteinander im Gleichgewicht befinden.

Vermute, daß die beiden Carbeniumionen sich energetisch nicht so sehr voneinander unterscheiden.

Somit könnte auch die HX-Addition an 2-Penten die beiden 2- und 3-Halogenpentane liefern.

Gruß chemweazle