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Organic Chemistry Portal: Aldol Addition
Aldoladdition
Die Aldoladdition ermöglicht - ausgehend von Ketonen und Aldehyden - die Synthese von β-Hydroxy-Derivaten. Die Reaktion findet unter Basen- oder Säure-Katalyse statt, muss aber sorgsam aufgearbeitet werden, da Reste des Katalysators beim Aufkonzentrieren eine Abspaltung von Wasser hervorrufen: eine Aldolkondensation.
Mechanismus
Durch Zugabe von Base werden Enolate gebildet, welche mit einem zweiten Äquivalent Aldehyd oder Keton abreagieren:
Weil der Additionsschritt relativ langsam ist, erolgt häufig eine Aldolkondensation als Folgereaktion, da β-Hydroxycarbonylverbindungen gerne zu α,β-ungesättigten Verbindungen eliminieren (besonders bei hohen Temperaturen).
Säurekatalyse bewirkt eine höhere Polarisierung des Elektrophils, als auch die Einstellung des Keto-Enol-Gleichgewichts des Nucleophils:
Auch bei Säurekatalyse tritt Eliminierung bei hohen Temperaturen auf:
Eine Mischung zweier Aldehyde (gekreuzte Aldoladdition) führt zu 4 Produkten - ausser eines der Edukte ist nicht enolisierbar. Unter diesen Umständen erhält man nur ein Produkt - wenn auch meistens isomere α,β-ungesättigte Carbonylverbindungen:
Intermolekulare Aldoladditionen von Ketonen sind leicht endotherm (entropisch und enthalpisch ungünstig) und sind deshalb umkehrbar (Retroaldoladdition):
Die ungesättigte Verbindung lässt sich aber in guten Ausbeuten isolieren:
Eine nützliche Reaktion ist die intramolekulare Aldoladdition / Kondensation, die zum Aufbau von 5er und 6er Ringen dient und aufgrund sterischer Eigenschaften nur ein Isomer liefert. Ohne besondere Vorsichtsmassnahmen entstehen die α,β-ungesättigten Verbindungen:
Verwendet man NaOH, KOH, NaOEt, NaOMe als Base ("klassische" Aldoladdition), entstehen in Lösung immer geringe Mengen der möglichen Enolate, von denen nur diejenigen rasch weiterreagieren, die zu 5er- und 6er-Ringen führen.
Erst kinetische Kontrolle ermöglicht gemischte Aldoladdition zu sonst schwer zugänglichen Produkten. Zuerst erfolgt die praktisch irreversible Darstellung des Enolates (starke Basen) und dann die Zugabe der zweiten Carbonylkomponente. Die sterisch stark gehinderte Base LDA (Lithiumdiisopropylamid) greift im Besonderen an der weniger gehinderten Seite an: