Wie wirkt sich eine CH3 Gruppe auf die Keton Enol Tautomerie aus?

Question

Aufgabe organische Chemie:

Das bicyclische Keton A steht bei der Behandlung mit Base schnell mit einem Stereoisomer im Gleichgewicht. Für Keton B gilt dies nicht. Erklären Sie diesen Befund. Wie ist die Struktur des gebildeten Stereoisomers?"

Keton A bicyclus mit C=0. Und 2 mal H Substituenten (Pfeil nach unten und 1 mal nach oben)

Keton 2:C=O Substituenten :CH3 und H

Problem/Ansatz

Es geht um die Keton Enol Tautomerie, wobei ich wissen möchte, wie sich eine CH3 Gruppe auf ein solches Keton auswirkt.

Ich weiß das CH3 einen stabilsierenden Effekt aufweisen können und das Keton und Enolat hier im Gleichgewicht stehen und dies auch vom Milieu abhängig ist.

Answer 1

Antwort mit KI erzeugt

Erklärung zur Keton Enol Tautomerie

Die Keton Enol Tautomerie ist ein chemisches Gleichgewicht zwischen einer Ketoverbindung (Keton oder Aldehyd) und ihrer enolischen Form. Dieses Gleichgewicht ist abhängig von verschiedenen Faktoren wie der Art der Substituenten am Carbonyl- bzw. am α-Carbon (dem Kohlenstoffatom neben der Carbonylgruppe) sowie dem pH-Wert der Lösung. Tautomere sind Isomere einer chemischen Verbindung, die sich schnell ineinander umwandeln können. Im Falle der Keton Enol Tautomerie beinhaltet die Umwandlung die Verschiebung einer Wasserstoffatome (Proton) und einer Doppelbindung.

Einfluss der CH3 Gruppe auf das Gleichgewicht

Die Anwesenheit einer CH3-Gruppe (Methylgruppe) als Substituent am α-Carbon eines Ketons übt einen stabilisierenden Effekt auf das Keton-Enol-Gleichgewicht aus, allerdings auf unterschiedliche Weise, abhängig von der Struktur der involvierten Verbindungen und weiteren Substituenten.

1. Stabilisierung durch Elektronenschiebung: Die CH3-Gruppe kann Elektronendichte durch den induktiven Effekt zum α-Carbon schieben. Dies kann das Enolat-Ion stabilisieren, das durch die Abspaltung eines Protons vom α-Carbon entsteht, insbesondere in basischem Milieu.

2. Sterische Effekte: Die Größe der CH3-Gruppe kann auch sterische Effekte verursachen, die die Zugänglichkeit des Carbonyl-C-Atoms für die Attacke durch eine Base beeinflussen können. Dies kann wiederum Einfluss darauf haben, wie leicht die Keton-Form in die Enol-Form umgewandelt werden kann.

Bezug zu den beschriebenen Ketonen A und B:

- Keton A: Da Keton A zwei H-Substituenten am α-Carbon hat, ist es symmetrisch, und die Protonenabspaltung zur Bildung des Enolat-Ions ist eher unbeeinflusst durch sterische Hindernisse. Die Bildung des Enol-Isoforms wird durch die leichte Beweglichkeit der Protonen begünstigt.

- Keton B: Mit einer CH3-Gruppe und einem H-Substituenten am α-Carbon gibt es eine bevorzugte Richtung für die Protonenabspaltung (von dem H-Atom). Dies kann zu einer stabilisierten Enol-Form führen, insbesondere wenn die Methylgruppe durch ihren induktiven Effekt die Ladung im entstehenden Enolat-Ion stabilisiert. Da jedoch in der Fragestellung angegeben ist, dass Keton B nicht schnell ein Stereoisomer bildet wie Keton A, könnte dies darauf hindeuten, dass die spezifische Struktur von Keton B (potenziell auch sterisch bedingt) die Enolisierung weniger begünstigt als bei Keton A.

Struktur des Stereoisomers:

Das gebildete Stereoisomer im Falle der Keton A Enolisierung wäre die Enol-Form, bei der eine Doppelbindung zwischen dem α-Carbon und dem benachbarten Kohlenstoffatom besteht, und das α-Carbon trägt nun ein OH anstelle von einem O=C. Für Keton A deutet die schnelle Gleichgewichtseinstellung auf eine einfache Enolbildung hin, während Keton B aufgrund seiner Substituenten und möglicher sterischer Hindernisse dieses Verhalten nicht zeigt.