Hell-Volhard-Zelinsky-Reaktion

Die Hell-Volhard-Zelinsky-Reaktion oder auch Zelinsky-Reaktion ist eine Namensreaktion in der organischen Chemie. Bei dieser nach Carl Magnus von Hell (1849–1926) (Veröffentlichung 1881),^[1] Jacob Volhard und Nikolaj Dimitrievic Zelinskij (Erweiterung der Reaktion 1887) benannten Reaktion wird ein Wasserstoffatom am α-Kohlenstoffatom einer Carbonsäure durch ein Halogen (zumeist Brom) ersetzt.^[2][3][4]

Übersichtsreaktion

Dabei wird die Carbonsäure mit einem Halogen und einer katalytischen Menge eines Phosphorhalogenids versetzt. Es entsteht eine α-Halogencarbonsäure. Wenn man z. B. Brom und katalytische Mengen PBr₃ einsetzt, erhält man eine α-Bromcarbonsäure (2-Bromcarbonsäure):^[5]

R¹ = Alkylgruppe; R² = Wasserstoff, Alkylgruppe^[1]

Mechanismus

Der Mechanismus wird hier anhand der Reaktion einer Carbonsäure mit Phosphor(III)-bromid und Brom veranschaulicht:^[6]

R¹ = Alkylgruppe; R² = Wasserstoff, Alkylgruppe^[1]

Die Carbonsäure 1 reagiert mit Phosphortribromid (2) über einen Zwischenschritt zu einem Carbonsäurebromid 3. Dieses tautomerisiert zur Enolform 4. Bei der Reaktion mit Brom bildet sich unter Abspaltung von Bromwasserstoff ein α-Bromcarbonsäurebromid 5. Die Carbonylgruppe in 5 wird nun von einem Wassermolekül angegriffen. Über die Zwischenstufe 6 entsteht die α-Bromcarbonsäure 7 – wobei Bromwasserstoff abgespalten wird.^[7][8]

Anwendungen

Aus α-Halogencarbonsäure lassen sich diverse Derivate herstellen:

• α-Hydroxysäuren durch eine Reaktion mit Natriumhydroxid
• α-Aminosäuren durch eine Reaktion mit Ammoniak
• Malonsäurederivate durch Reaktion mit Natriumcyanid und anschließender Hydrolyse des Nitrils

Siehe auch

• Namensreaktionen

Literatur

• H. Beyer, W. Walter: Lehrbuch der Organischen Chemie. 23. überarb. und aktualisierte Auflage. S. Hirzel Verlag, Stuttgart/Leipzig 1998, ISBN 3-7776-0808-4.
• L. Kürti, B. Czakó: Stratigic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis. Elsevier Academic Press, Amsterdam 2005, ISBN 978-0-12-429785-2 S. 200.
• Reinhard Brückner, Reaktionsmechanismen: organische Reaktionen, Stereochemie, moderne Synthesemethoden, 3. Aufl., aktualisiert und überarb., korr. Nachdr. Spektrum Akad. Verl, Berlin 2007, ISBN 3-8274-1579-9, S. 494.

Weblinks

• Eintrag in www.organische-chemie.ch