InhaltsverzeichnisInhaltsverzeichnis

EinleitungEinleitungEinteilung der HeteroyclenEinteilung der HeteroyclenHückel-RegelHückel-RegelEigenschaften der HeteroaromatenEigenschaften der HeteroaromatenSynthesestrategienSynthesestrategienDiels-Alder-ReaktionDiels-Alder-Reaktion

EinleitungEinleitung

Von den heute ca. 20 Millionen Von den heute ca. 20 Millionen organischer Verbindungen, die in organischer Verbindungen, die in Chemical Abstracts Chemical Abstracts beschrieben sind, sind beschrieben sind, sind ca. 50% Heterocyclen.ca. 50% Heterocyclen.

Heterocyclen sind allgemeine ringförmige Heterocyclen sind allgemeine ringförmige Verbindungen mit mindestens einem Verbindungen mit mindestens einem Heteroatom (meist N, S oder O)Heteroatom (meist N, S oder O)

Einteilung der HeterocyclenEinteilung der Heterocyclen

GesättigteGesättigte Heterocyclen,die sich Heterocyclen,die sich chemisch ähnlich den offenkettigen chemisch ähnlich den offenkettigen Verbindungen verhaltenVerbindungen verhalten

UngesättigteUngesättigte Heterocyclen, mit Heterocyclen, mit wenigstens einer ungesättigten wenigstens einer ungesättigten Doppelbindungen, aber nicht aromatisch.Doppelbindungen, aber nicht aromatisch.

Aromatische Heterocyclen, mit Aromatische Heterocyclen, mit aromatischem Charakter wie Benzol.aromatischem Charakter wie Benzol.

Hückel-RegelHückel-Regel

Ein cyclisch durchkonjugiertes Molekül ist Ein cyclisch durchkonjugiertes Molekül ist mit 4n+2 π-Elektronen besonders stabil mit 4n+2 π-Elektronen besonders stabil und wird als Aromat bezeichnet.und wird als Aromat bezeichnet.

Bei 4n π-Elektronen ist es instabil und Bei 4n π-Elektronen ist es instabil und wird als Antiaromat bezeichnet. wird als Antiaromat bezeichnet.

Allg. Aromaten Antiaromaten(z.B. Benzol, Pyridin) (4nπ-Elektron)

Eigenschaften von Eigenschaften von HeteroaromatenHeteroaromaten

Aromatische Verbindungen, die nicht nur Aromatische Verbindungen, die nicht nur aus C und H Atomen bestehen, werden aus C und H Atomen bestehen, werden als Heteroaromaten bezeichnetals Heteroaromaten bezeichnet

Sie können 5-er oder 6-er Ringe sein Sie können 5-er oder 6-er Ringe sein

6-Ring-Heterocyclen6-Ring-Heterocyclen

X ersetzt -C=; X hat X ersetzt -C=; X hat freies e-Paar freies e-Paar

5-Ring-Heterocyclen5-Ring-Heterocyclen

X ersetzt -C=C-; X hat X ersetzt -C=C-; X hat freies e-Paarfreies e-Paar

6π-Elektronen sind auf 6 6π-Elektronen sind auf 6 Atome verteilt Atome verteilt

6π-Elektronen sind auf 5 6π-Elektronen sind auf 5 Atome verteilt Atome verteilt

Heteroaromat ist Heteroaromat ist elektronenärmer als elektronenärmer als

Benzol Benzol

Heteroaromat ist Heteroaromat ist elektronenreicher als elektronenreicher als

Benzol Benzol

π-Mangel-Aromat π-Mangel-Aromat π-Überschuß-Aromat π-Überschuß-Aromat

SynthesestrategienSynthesestrategien

Heteroaromaten werden meist durch Heteroaromaten werden meist durch RingaufbauendeSynthesen hergestelltRingaufbauendeSynthesen hergestellt

Meistens wird die C-X Bindung in Meistens wird die C-X Bindung in Heterocyclen durch Substitutions oder Heterocyclen durch Substitutions oder Additionsreaktionen gebildet Additionsreaktionen gebildet

seltener werden C-C-Bindungen geknüpft. seltener werden C-C-Bindungen geknüpft.

Diels-Alder-ReaktionDiels-Alder-Reaktion Umlagerung von drei π-Elektronenpaaren, Umlagerung von drei π-Elektronenpaaren,

die zwei neue σ-Bindungen zwischen einem die zwei neue σ-Bindungen zwischen einem Dienophil und einem Dien sowie eine Dienophil und einem Dien sowie eine Doppelbindung im entstandenen Diels-Alder-Doppelbindung im entstandenen Diels-Alder-Produkt bilden Produkt bilden

Dabei überlagern sich im Übergangs- Dabei überlagern sich im Übergangs- zustand die p-Orbitale von Dien und zustand die p-Orbitale von Dien und Dienophil so, dass es zur Ausbildung von Dienophil so, dass es zur Ausbildung von neuen chemischen Bindungen kommt neuen chemischen Bindungen kommt