Halohydrine
Halohydrine (auch Halogenhydrine) sind eine Substanzklasse organischer Verbindungen, die als funktionelle Gruppe an ein Kohlenstoff-Atom ein Halogen als Substituenten und an einem benachbarten Kohlenstoff-Atom eine Hydroxygruppe tragen. Halohydrine ist damit die historische Bezeichnung für systematisch als 2-Halogen-1-alkanole zu benennende aliphatische Verbindungen, die sich von 1,2-Glykolen durch Ersatz einer Hydroxygruppe durch ein Halogen ableiten.<ref name="Eckard Amelingmeier">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Die einfachsten Vertreter sind die 2-Haloethanole 2-Fluorethanol, 2-Chlorethanol, 2-Bromethanol und 2-Iodethanol. Je nach enthaltenem Halogen werden Halohydrine auch exakter als Fluorhydrine, Chlorhydrine, Bromhydrine und Iodhydrine bezeichnet.
Einige Quellen widersprechen jedoch dieser engen Definition, da einige Verbindungen ebenfalls als Halohydrin bezeichnet werden, aber das Halogen und die Hydroxygruppe nicht an benachbarten Kohlenstoffatomen tragen. Ein Beispiel ist die Verbindung 3-Chlor-1-propanol, die auch häufig Trimethylenchlorhydrin genannt wird.<ref name="United States. Customs Court">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Die IUPAC zum Beispiel gibt als Definition für Halohydrine an: Ein traditioneller Begriff für Alkohole, die durch ein Halogenatom an einem gesättigten Kohlenstoffatom substituiert sind, das ansonsten nur Wasserstoff- oder Kohlenwasserstoffgruppen trägt (in der Regel werden damit β-Halogenalkohole bezeichnet).<ref>IUPAC: Halohydrins, from Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book"). Compiled by A. D. McNaught and A. Wilkinson. Blackwell Scientific Publications, Oxford (1997). Online version (2019-) created by S. J. Chalk. ISBN 0-9678550-9-8. https://doi.org/10.1351/goldbook.</ref>
Gewinnung und Darstellung
Halohydrine werden in der Regel aus Olefinen durch Halogenierung in Anwesenheit von Wasser hergestellt. Meist werden dazu Hypohalogensäuren verwendet.<ref name="Radha R. Gupta">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Iodhydrine und Fluorhydrine können aus den entsprechenden Chlor- oder Bromverbindungen durch Einwirkung von anorganischen Iodiden und Fluoriden gewonnen werden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Als Halogenquelle dient hier häufig N-Bromsuccinimid (NBS) oder N-Chlorsuccinimid (NCS).<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref> Ein weiteres Verfahren ist die Umsetzung von Epoxiden mit Halogenwasserstoff-Säuren. Für Chlor als Halogen existiert der Spezialfall der Chlorhydrinierung als Darstellungsmethode.<ref name="buss"> E. Buss, A. Rockstuhl, F. R. D. Schnurpfeil: Untersuchungen zum Mechanismus der Chlorhydrinierung von Olefinen. In: Journal für Praktische Chemie. 324, 1982, S. 197–208, {{#invoke:Vorlage:Handle|f|scheme=doi|class=plainlinks|parProblem=Problem|errCat=Wikipedia:Vorlagenfehler/Parameter:DOI|errClasses=error editoronly|errHide=1|errNS=0 4 10 100}}.</ref><ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
In Anwesenheit einer Base entsteht das Halohydrin nur als Zwischenstufe und es findet eine intramolekulare Cyclisierung zum Epoxid statt. Dies ist die Umkehrung der Reaktion zur Darstellung von Halohydrinen aus Epoxiden mit Halogenwasserstoffsäuren.
Eigenschaften
Für die 2-Halogenethanole gibt es neun mögliche Rotationskonformere, die sich vor allem durch die Werte der XCCO- und/oder CCOH-Diederwinkel unterscheiden.<ref>{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Verwendung
trans-Halohydrine lassen sich durch intramolekulare nucleophile Substitution (SN2) in Gegenwart einer Base zu Epoxiden umsetzen.<ref name="Radha R. Gupta" />
Technische Bedeutung hat die Herstellung von Epichlorhydrin. Durch Chlorhydrinierung von Allylchlorid mit hypochloriger Säure werden 1,3-Dichlorpropan-2-ol und 2,3-Dichlorpropan-1-ol<ref>Vorlage:Substanzinfo</ref> gewonnen:
Durch Umsetzen mit Natriumhydroxid entsteht racemisches Epichlorhydrin:
In gleicher Weise sind durch Chlorhydrinierung von Propen Propylenchlorhydrin (PCH) und Propylenoxid zugänglich.<ref>{{#if:{{#ifexpr:{{#if:DE|0|1}} or {{#if:19614683|0|1}}|1}}|Fehlender Parameter {{#if:DE||„Land“{{#if:19614683|| und }}}}{{#if:19614683||„V-Nr“}}|}}{{#if: {{#invoke:Expr|TemplateBooland}}|{{#ifeq:Patentanmeldung|Patentanmeldung|Patentanmeldung|{{#ifeq:Patentanmeldung|Gebrauchsmuster|Gebrauchsmuster|Patent}}}} {{#if:{{#invoke:TemplUtl|faculty|}}|DE19614683A1|{{#switch: {{{DB}}} | DEPATIS =DE19614683A1 | WIPO = DE19614683 | Google = DE19614683A1 | #default =DE19614683A1 }}}}{{#if:Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid durch Chlorhydrinierung und Alkalilaugeverseifung1996-04-131997-10-16Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbHDieter Schnurpfeil, Roland Wagner|:|.}}{{#if:Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid durch Chlorhydrinierung und Alkalilaugeverseifung| Verfahren zur Herstellung von Propylenoxid durch Chlorhydrinierung und Alkalilaugeverseifung.}}{{#if:1996-04-13| Angemeldet am {{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:1997-10-16Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbHDieter Schnurpfeil, Roland Wagner|,}}}}{{#if:1997-10-16|{{#if:1996-04-13| veröffentlicht am | Veröffentlicht am }}{{#iferror:{{#invoke:Vorlage:FormatDate|Execute}}|}}{{#if:Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbHDieter Schnurpfeil, Roland Wagner|,}}}}{{#if:Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbH| Anmelder: Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbH{{#if:Dieter Schnurpfeil, Roland Wagner|,}}}}{{#if:Dieter Schnurpfeil, Roland Wagner| Erfinder: Dieter Schnurpfeil, Roland Wagner}}{{#if:| ({{{Kommentar}}})}}{{#if:1996-04-131997-10-16Buna Sow Leuna Olefinverbund GmbHDieter Schnurpfeil, Roland Wagner|.}}}}{{#invoke:TemplatePar|match |template= Vorlage:Patent |cat= {{#ifeq: 0 | 0 | Wikipedia:Vorlagenfehler/Vorlage:Patent}} |format= |preview=@@@ |1=Land= ABC+ |2=V-Nr= /^[0-9A-Z]+$/ |3=Titel= * |4=Erfinder= * |5=Anmelder= * |6=A-Datum= * |7=V-Datum= * |8=Typ= ASCII |9=Code= ASCII |10=Kommentar= * |11=KeinLink= ASCII |12=DB=ASCII }}</ref>
Epoxidierungen in biologischen Systemen können durch Halohydrindehalogenasen katalysiert werden.
Mit Hydroxid als Nucleophil lassen sich Halohydrine in Glycole umsetzen. Von technischer Bedeutung ist diese Reaktion bei der Synthese von Glycerol aus Propen über 3-Chlor-1,2-propandiol, welche die Halohydrin-Hydrolyse im letzten Schritt nutzt.<ref name="Eberhard Breitmaier">{{#invoke:Vorlage:Literatur|f}}</ref>
Literatur
- Organikum, 16. Auflage, VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften Berlin 1985, ISBN 3-326-00076-6, S. 254.
Einzelnachweise
<references />