Rosenmund-Reduktion Redoxreaktionen Teilgleichungen

Question

Aufgabe:

habe eine Frage zu dem Rosenmund-Mechanismus:

In der Aufgabe soll es aus einem Butansäurechlorid Butanal hergestellt werden. Wie der Mechanismus mit vergifteten Pd-Katalysator funktioniert, verstehe ich, allerdings habe ich eine Schwierigkeit bei den Redox-Teilgleichungen.

Problem/Ansatz:

Mein Lösungsvorschlag wäre:

Das C-Atom wird von der Ox.Zahl +3 auf +1 reduziert, und der Wasserstoff wird von 0 auf +1 oxidiert.

Oxidation: H₂ + OH^- → HCl +2e^- + H₂O

Reduktion: C₄H₇OCl + 2e^- + H₂O → C₄H₈O + OH^-

Redox: C₄H₇OCl +H₂ → HCl + C₄H₈O

Irgendwas stimmt aber nicht mit den Ladungen und mit HCl hier, ich weiß aber nicht wie es wirklich geht, kann mir jemand hierbei helfen? Vielen Dank im Voraus, Grüße

Answer 1

Hi, hier chemweazle,

Rosenmund-Reduktion von Butansäurechlorid(Butyrsäurechlorid, Butyroylchlorid) zu n-Butanal, n-Butyraldehyd

Reaktionsgleichung

C₃H₇-C=O-Cl + H₂ → C₃H₇-C=O-H + H-Cl

Hinweis: Die Ox.-Stufen des Kohlenstoffes sind in runden Klammern neben dem C-Atom gesetzt.

Butansäurechlorid: C₃H₇-C(+3)=O-Cl und Butanal: C₃H₇-C(+1)=O-H Teilgleichungen

Oxidation des Reduktionsmittels

H₂ → 2 H⁽⁺⁾ + 2 e^(-)

Reduktion des Oxidationsmittels

C₃H₇-C(+3)=O-Cl + 2 e^(-) + 2 H⁽⁺⁾ → C₃H₇-C(+1)=O-H + H-Cl

Comments

Vielen Dank, ich habe vergessen noch zu erwähnen, dass das Ganze in einer basischen Lösung abläuft, verändern sich dadurch die Teilgleichungen?

---

Hi, hier chemweazle,

http://www.organische-chemie.ch

Man kann entweder auf den Basenzusatz verzichten und treibt das HCl-Gas mit dem Wasserstoff aus dem Reaktionsgemisch aus, oder man fängt das HCl mit einem tert. Amin als Base, HCl-Fänger ab. Pro Equivalent HCl wird ein Equivalent Triethylamin zugegeben.

Als HCl-Fänger könnte man Triethylamin (C₂H₅)₃NI, agbgk. mit Et₃NI, verwenden.

Gefahr: Der Aldehyd besitzt eine α-ständige CH₂-Gruppe und kann säurekatalysiert Aldolreaktion( Aldoladdition und Aldolkondensation) eingehen.

Befürchtete, unerwünschte Nebenreaktion: Aldolreaktion

Aldoladdition

2 C₂H₅-CH₂-CH=O ⇌ Et-CH(-CHOH-CH₂-Et)-CH=O

Aldolkondensation

Et-CH(-CHOH-CH₂-Et)-CH=O ⇌ Et-(C=CH--CH₂-Et)-CH=O + H₂O

_________________________________________________________________________________________ Mit Triethalamin als Basenzusatz, mit 1 Equivalent, da 1 Equiv. HCl entsteht.

Gesamtreaktionsgleichung

Pr-(C=O)-Cl + H₂ + Et₃NI ⇌ Pr-(C=O)-H + Et₃N-H⁽⁺⁾ * Cl^(-)

Man kann bei den Red.-Ox.-Teilgleichungen entweder in jeder Teilgleichung den Triethylaminzusatz als Summand und Reaktand mittragen, oder man formuliert zuletzt den HCl-Abfangschritt, das ist die Säure-Base-Reaktion von Triethylamin mit HCl, als gesonderte zusätzliche Teilgleichung.

Möglichkeit 1

a). Oxidation des Red.-Mittels

H₂ + Et₃NI → H⁽⁺⁾ + Et₃N-H⁽⁺⁾ + 2 e^(-)

b). Red. des Ox.-Mittels

H⁽⁺⁾ + Et₃N-H⁽⁺⁾ + 2 e^(-) + Pr-(C=O)-Cl → Pr-CH=O + Et₃N-H⁽⁺⁾ + Cl^(-)

_________________________________________________________________________________________ Die Summe der beiden Teilgleichungen ergibt wieder die Brutto-Reaktionsgleichung.

H2 + Et3NI	→	H(+) + Et3N-H(+) + 2 e(-)
H(+) + Et3N-H(+) + 2 e(-) + Pr-(C=O)-Cl	→	Pr-CH=O + Et3N-H(+) + Cl(-)
Pr-(C=O)-Cl + H2 + Et3NI	→	Pr-(C=O)-H + Et3N-H(+) * Cl(-)

Möglichkeit 2

a). Oxidation des Red.-Mittels

H₂ → 2 H⁽⁺⁾ + 2 e^(-)

b). Red. des Ox.-Mittels

2 H⁽⁺⁾ + 2 e^(-) + Pr-(C=O)-Cl → Pr-CH=O + HCl

HCl + Et₃NI → Et₃N-H⁽⁺⁾ + Cl^(-)

________________________________________________________________________________________ Die Summe der beiden Teilgleichungen ergibt wieder die Brutto-Reaktionsgleichung.

H2	→	2 H(+) + 2 e(-)
2 H(+) + 2 e(-) + Pr-(C=O)-Cl	→	Pr-CH=O + HCl
HCl + Et3NI	→	Et3N-H(+) + Cl(-)
Pr-(C=O)-Cl + H2 + Et3NI	→	Pr-(C=O)-H + Et3N-H(+) * Cl(-)

---

Das ist ja super, herzlichen Dank für so eine ausführliche Lösung, darauf wäre ich nicht gekommen, Danke!!!