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Bei der '''Gattermann-Synthese''' handelt es sich um eine [[Liste von Namensreaktionen|Namensreaktion]] der [[Organische Chemie|Organischen Chemie]], die zur Herstellung von aromatischen [[Aldehyde]]n aus [[Phenole]]n oder anderen [[Aromaten]] verwendet wird. Sie wurde 1906 von dem [[Goslar]]er Chemiker [[Ludwig Gattermann]] (1860–1920) entdeckt und wird auch als '''Gattermann-Aldehydsynthese''' bezeichnet. Diese Variante der [[Friedel-Crafts-Acylierung]] kann auch eingesetzt werden, um einzelne [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffverbindungen]], [[Heterocyclen]] wie [[Furane (Stoffgruppe)|Furan]]-, [[Pyrrole|Pyrrol]]- und [[Indole|Indol]]derivate sowie [[Thiophen]] zu synthetisieren. Ähnliche Reaktionen sind die [[Vilsmeier-Haack-Reaktion]] und die [[Blanc-Reaktion]].

== Übersichtsreaktion ==
Bei der Gattermann-Reaktion reagieren [[Aromat]]en (außer aromatische [[Amine]] und [[Nitroverbindungen]]) mit [[Cyanwasserstoff|Blausäure]] und [[Chlorwasserstoff]] in Gegenwart des Katalysators [[Zinkchlorid]] (ZnCl<sub>2</sub>) oder [[Aluminiumchlorid]] (AlCl<sub>3</sub>) zu aromatischen Aldehyden.<ref name="Hauptmann">[[Siegfried Hauptmann]]: ''Organische Chemie'', 2. durchgesehene Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, ISBN 3-342-00280-8, S. 355.</ref>

[[Datei:Gattermann synthesis overview V1.svg|zentriert|250px|Übersichtsreaktion]]

== Mechanismus ==
Die Gattermann-Reaktion ist eine [[elektrophile aromatische Substitution]].<ref>{{Literatur |Autor=T. Laue, A. PLagens |Titel=Namens- und Schlagwortreaktionen der Organischen Chemie |Verlag=Teubner Verlag |Datum=2006 |ISBN=3-8351-0091-2 |Seiten=149–152}}</ref>
Ein möglicher Mechanismus<ref>{{Literatur |Autor=B. P. Mundy, M. G. Ellert, F. G. Favaloro, Jr. |Titel=Name Reactions in Organic Synthesis |Auflage=2. |Verlag=Wiley & Sons |Datum=2005 |ISBN=0-471-22854-0 |Seiten=272–273}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=[[László Kürti]], Barbara Czakó |Titel=Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis – Background and Detailed Mechanisms |Verlag=Elsevier Inc. |Ort= |Datum=2005 |ISBN=978-0-12-369483-6 |Seiten=184–185}}</ref> soll am Beispiel von [[Cyanwasserstoff|Blausäure]], [[Chlorwasserstoff]] und [[Benzol]] gezeigt werden, die zu [[Benzaldehyd]] ('''5''') reagieren. Als Katalysator kommt hierbei [[Zinkchlorid]] zum Einsatz.
Im ersten Schritt greift das freie Elektronenpaar des Stickstoffs das Wasserstoffatom des Chlorwasserstoffs an. Es bildet sich ein Form[[imin]]chlorid, das mit dem Katalysator zum Komplex '''1''' reagiert. Durch weitere Zugabe von Zinkchlorid entsteht ein [[Carbeniumion]], das das [[Elektrophil]] zur elektrophilen aromatischen Substitution als nächsten Schritt darstellt. Das Carbeniumion und das Benzol gehen eine Wechselwirkung ein, sodass sich ein [[mesomeriestabilisiert]]er [[Areniumion|σ-Komplex]] '''2''' bildet. Nach der anschließenden [[Deprotonierung]] wird die Verbindung '''2''' [[Aromatisierung (Chemie)|rearomatisiert]] und durch die Zugabe von Chlorwasserstoff zu einem [[Iminiumion|Iminiumsalz]] '''3''' umgesetzt. Im nächsten Schritt erfolgt eine [[Hydrolyse]] und eine anschließende [[Protolyse|Protonenwanderung]], sodass ein [[Aminoalkohole|α-Aminoalkohol]] '''4''' entsteht. Die Ladung am Stickstoffatom in '''4''' polarisiert die C-N-Bindung, sodass das Kohlenstoffatom eine positive [[Partialladung]] erhält und damit die O-H-Bindung polarisiert. Ein Proton und ein [[Ammoniak]]-Molekül werden infolgedessen abgespalten und reagieren zu einem [[Ammonium-Ion]]. Als Produkt entsteht so Benzaldehyd ('''5''').

[[Datei:Gattermann synthesis mech1.svg|zentriert|800px|Mechanismus]]

Verwendet man mehrwertige Phenole oder [[Phenolether]] als Ausgangsstoff, so ist kein Katalysator erforderlich.

== Varianten ==
=== Gattermann-Adams-Reaktion ===
Bei der '''Gattermann-Adams-Reaktion'''<ref>{{Literatur |Autor=R. Adams, I. Levine |Titel=Simplification of the Gattermann Synthesis of Hydroxy Aldehydes |Sammelwerk=J. Am. Chem. Soc. |Band=45 |Nummer= |Datum=1923 |Seiten=2373–2377 |DOI=10.1021/ja01663a020}}</ref> handelt es sich ebenfalls um eine Namensreaktion der Organischen Chemie. Während der Reaktion wird aus [[Zinkcyanid]] unter Einwirkung von Chlorwasserstoff die Blausäure freigesetzt und kann wie bei der Gattermann-Reaktion umgesetzt werden. Die Aktivität des dabei entstehenden Zink(II)-chlorids reicht aus, um als [[Katalysator]] bei der Umsetzung mit reaktionsfähigeren Phenolen zu wirken. Bei der Reaktion mit trägeren Phenolen muss zusätzlich [[Aluminiumchlorid]] als Katalysator zugesetzt werden.

=== Gattermann-Koch-Reaktion ===
Die '''Gattermann-Koch-Synthese''' gehört auch zu den Namensreaktionen der Organischen Chemie, welche nach dem deutschen Chemiker [[Ludwig Gattermann]] (1860–1920) und dem deutsch-amerikanischen Chemiker [[Julius Arnold Koch]] (1864–1956) benannt wurde.<ref>{{Literatur |Autor=Gattermann, L.; Koch, J. A. |Titel=Eine Synthese aromatischer Aldehyde |Sammelwerk=[[Chemische Berichte|Ber.]] |Band=30 |Datum=1897 |Seiten=1622 |DOI=10.1002/cber.18970300288}}</ref> Hierbei reagieren [[Aromat]]en mit [[Kohlenmonoxid]] und [[Chlorwasserstoff]] und den Katalysatoren [[Aluminiumchlorid]] oder [[Kupfer(I)-chlorid]] zu formylierten Aromaten.

==== Mechanismus ====
Bei der Gattermann-Koch-Reaktion handelt es sich, wie bei der Gattermann-Synthese, um eine [[elektrophile aromatische Substitution]].<ref>{{Literatur |Autor=T. Laue, A. PLagens |Titel=Namens- und Schlagwortreaktionen der Organischen Chemie |Verlag=Teubner Verlag |Datum=2006 |ISBN=3-8351-0091-2 |Seiten=149–152}}</ref>
Die Edukte [[Kohlenmonoxid]], [[Chlorwasserstoff]] und der Katalysator [[Aluminiumchlorid]] reagieren nach einem möglichen Mechanismus<ref>{{Literatur |Autor=[[László Kürti]], Barbara Czakó |Titel=Strategic Applications of Named Reactions in Organic Synthesis – Background and Detailed Mechanisms |Verlag=Elsevier Inc. |Ort= |Datum=2005 |ISBN=978-0-12-369483-6 |Seiten=184–185}}</ref> zu einem Acylium-Ion '''1''', welches der [[Aromat]] unter Bildung eines Hexadienyl-Kations '''2''' angreift. Das Kation '''2''' wird [[Deprotonierung|deprotoniert]] und so rearomatisiert, wobei unter Abspaltung von Aluminiumchlorid Benzaldehyd ('''3''') entsteht.

[[Datei:Gattermann-Koch synthesis mech2.svg|950px|zentriert|Mechanismus der Gattermann-Koch-Synthese]]

Die Gattermann-Koch-Synthese muss unter Ausschluss von [[Wasser]] stattfinden. Phenole, Phenolether und Nitrobenzole sind für diese Variante nicht geeignet und gehen dadurch keine Reaktion ein.<ref name="Hauptmann" />

== Literatur ==
* Becker, Heinz G.O.: ''[[Organikum]]'', 22. Auflage, Wiley-VCH, Weinheim, 2004, ISBN 3-527-31148-3.
* [[Hans Beyer]], [[Wolfgang Walter]]: ''Lehrbuch der Organischen Chemie''; S. Hirzel Verlag, Stuttgart – Leipzig 1998, 23. überarb. und aktualisierte Auflage; ISBN 3-7776-0808-4.
* [[Organikum]], VEB Deutscher Verlag der Wissenschaften, Berlin 1976.

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Namensreaktion]]
[[Kategorie:Elektrophile Substitution]]
[[Kategorie:Formylierung]]

Gattermann-Synthese - Versionsgeschichte

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