Quelltext der Seite Nukleophile Addition

Die '''nukleophile Addition''' (kurz A<sub>N</sub>) (''siehe dazu:'' [[Nukleophilie]]) ist ein [[Reaktionsmechanismus]] in der [[Organische Chemie|organischen Chemie]], bei dem ein [[Nukleophil]] ([[Anion]] oder [[Lewis-Säure-Base-Konzept|Lewis-Base]]) eine [[Mehrfachbindung]] angreift. Das Nukleophil wird der angegriffenen [[Chemische Verbindung|Verbindung]] hinzugefügt ([[Additionsreaktion|Addition]]). Es findet kein Austausch von [[Atom]]en oder Atomgruppen statt (''vergleiche mit:'' [[Substitutionsreaktion|Substitution]]).<ref name="buch">{{Literatur |Autor=Benno Krieg, [[Christoph Janiak]] |Titel=Chemie für Mediziner |Datum=2004 |ISBN=3-11-017999-7 |Online={{Google Buch | BuchID = vTVmChqkMHQC | Linktext = Seite 259 nukleophile Additionen bei Aldehyden und Ketonen | Seite = 259 }}}}</ref>

== Edukte ==
=== Nukleophil ===

Als Nukleophile können die verschiedensten Verbindungen eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um [[Elektron|elektronenreiche]], meist freie [[Elektronenpaar]]e enthaltende, [[Molekül]]e oder Anionen (''siehe unten:'' Beispiele).

=== Mehrfachbindungen ===

Nukleophile Additionen können an unterschiedlichen Typen von Mehrfachbindungen stattfinden:
# Addition an C=C-[[Doppelbindung]]en<ref name="Singh">{{Literatur |Autor=Singh |Titel=Advanced Organic Chemistry: Reactions And Mechanisms |Verlag=Pearson |Datum=2004 |ISBN=978-81-317-1107-1 |Online={{Google Buch | BuchID = RRGLMmdFZBUC | Linktext = Seite 193 nucleophilic addition to alkenes and alkynes | Seite = 193 }}}}</ref>
# Addition an C≡C-[[Dreifachbindung]]en
# Addition an [[Konjugierte Doppelbindung|konjugierte]] C-C-Mehrfachbindungen
# Addition an C-X-Mehrfachbindungen

== Reaktionsverlauf ==

Die Addition des Nukleophils ist normalerweise thermodynamisch kontrolliert; das Nukleophil wird so an die Mehrfachbindung angelagert, dass ein möglichst stabiles [[Anion]] resultiert (vergleiche hierzu die Begründung der [[Markownikow-Regel]]). Die Stabilisierung erfolgt bei C-[[Heteroatom|X]]-Mehrfachbindungen durch die Heteroatome selbst, bei substituierten CC-Mehrfachbindungen durch [[Induktiver Effekt|induktive]] Einflüsse von [[Substituent]]en, besonders aber durch Substituenten mit [[Mesomerer Effekt|−M-Effekt]]. Da solche Substituenten gleichzeitig das entferntere C-Atom der Doppelbindung positivieren, ist die Addition an diesem auch kinetisch begünstigt.

=== Nukleophile Addition an C-C-Mehrfachbindungen ===

Der erste Schritt bei dieser [[Chemische Reaktion|Reaktion]] besteht in dem Angriff des Nukleophils unter Bildung eines [[Carbanion]]s:

[[Datei:Nucladd1.png|mini|links|hochkant=2.5|X steht für das Nukleophil, Z für den elektronenziehenden Substituenten.]]
<div style="clear:both;"></div>

Im zweiten Schritt reagiert das Carbanion mit einem [[Elektronenakzeptor]], meist einem [[Proton]]:

[[Datei:Nucladd2.png|mini|links|hochkant=2.5|Y ist der Elektronenakzeptor.]]
<div style="clear:both;"></div>

Die Bildung des Carbanions wird stark begünstigt, wenn die Substituenten dieses durch [[Mesomerie]] stabilisieren können. Man spricht dann von einer [[Michael-Addition]], wobei das Nukleophil das Anion einer [[CH-Acidität|CH-aciden]] Verbindung ist.

=== Nukleophile Addition an C-X-Mehrfachbindungen ===

CX-Mehrfachbindungen kommen in folgenden Atomgruppen vor:
* [[Carbonylgruppe]]<ref name="buch2">{{Literatur |Autor=Marye Anne Fox, James K. Whitesell |Titel=Organic chemistry |Datum=2004 |ISBN=0-7637-2197-2 |Online={{Google Buch | BuchID = xx_uIP5LgO8C | Linktext = Seite 571ff nucleophile, addition or substitution at carbonyl groups | Seite = 571}}}}</ref>
* [[Thiocarbonylgruppe]]<ref name="Comprehensive">{{Literatur |Autor=Alan R. Katritzky, Stanley M. Roberts, Otto Meth-Cohn,Charles Wayne Rees |Titel=Comprehensive organic functional group transformations |Datum=1995 |ISBN=0-08-042322-1 |Online={{Google Buch | BuchID = 0ukR60lO5S8C | Linktext = Seite 286 | Seite = 286 }}}}</ref>
* [[Isocyanatgruppe]]<ref name="Katritzky">{{Literatur |Autor=Alan R. Katritzky |Titel=Advances in heterocyclic chemistry, Band 95 |Datum=2008 |ISBN=978-0-12-374272-8 |Online={{Google Buch | BuchID = ko84SHqR-EIC | Linktext = Seite 70 | Seite = 70 }}}}</ref>
* [[Imine|Azomethingruppe]]
* [[Nitrile|Cyanogruppe]]
* [[Isonitrile|Isocyanogruppe]]<ref name="Katritzky" />
Hier kann ein Nukleophil am Kohlenstoff einer CX-Mehrfachbindung angreifen. Die andere Möglichkeit ist, dass zunächst das elektronenziehende [[Heteroatom]] in einem vorgelagerten [[Chemisches Gleichgewicht|Gleichgewicht]] [[Protonierung|protoniert]] wird und anschließend das Nukleophil am Kohlenstoff bindet.

== Beispiele ==

=== Nukleophile Addition an C-C-Mehrfachbindungen ===

* Addition von [[Ammoniak]] oder [[Amine]]n
* Addition von [[Cyanwasserstoff]]
* [[Michael-Addition]]

=== Nukleophile Addition an C-X-Mehrfachbindungen ===

Die einzelnen nukleophilen Additionen an C-X-Mehrfachbindungen können anhand des angreifenden Nukleophils in Gruppen eingeteilt werden:

==== Stickstoff als Nukleophil ====
* Addition von primären Aminen: Diese Reaktion führt zu einer einem [[Acetale|Halbacetal]] entsprechenden Verbindung (Halbaminal), die in einer [[Folgereaktion]] unter [[Wasser]]abspaltung in ein [[Azomethin]] übergeht.

[[Datei:Nucladd3.png|mini|400px|links|Addition eines primären Amins als Nukleophil an eine Carbonylgruppe. Mit R ist der Alkylrest des Amins bezeichnet.]]
<div style="clear:both;"></div>

* Addition von sekundären Aminen: Diese Reaktion führt letztendlich zu einem [[Enamine|Enamin]].
* Addition von [[Hydrazin]]
* Addition von [[Hydroxylamin]]
* [[Mannich-Reaktion]]

==== Schwefel als Nukleophil ====

* [[Thioacetale|Thioacetal]]-Bildung
* [[Sulfite|Bisulfitaddition]]

==== Carbanionischer Kohlenstoff als Nukleophil ====

* [[Aldolreaktion]]
* [[Benzoin-Addition]]
* [[Cyanhydrine|Cyanhydrin-Synthese]]
* [[Knoevenagel-Kondensation]]
* [[Perkin-Reaktion]]
* [[Reformatzki-Reaktion]]
* [[Stobbe-Kondensation]]
* [[Strecker-Synthese]] von [[Aminosäure]]n
* [[Wittig-Reaktion]]

<div style="clear:both;"></div>

== Einzelnachweise ==
<references />

{{Normdaten|TYP=s|GND=4337149-8}}

[[Kategorie:Nukleophile Addition| ]]