Keto/Enol-Tautomerie¶
Material und Chemikalien¶
Materialliste
Materialien
- 2 Bechergläser 400 mL
- Magnetrührer mit Rührmagnet
- kleiner Erlenmeyer
- Socorex 10 mL
Chemikalien
- Acetessigsäureethylester (Ethyl-Acetoacetat)
- Brom mit Pipette (und Sicherheitsvorkehrungen)
- Eisen(III)-chlorid (0.1 M) in Tropfflasche
- deionisiertes Wasser
Sicherheit¶
Sicherheitshinweise
- Statt Brom könnte auch einfach Bromwasser verwendet werden. könnte auch durch Hypochlorit- und Bromidlösung hergestellt werden.
Brom ist sehr giftig
- Das Tragen von Latex-Handschuhen ist obligatorisch. Falls Tropfen von Brom auf die Handschuhe geraten, müssen diese sofort abgezogen und entsorgt werden.
- Es darf nur in einer Wanne transportiert werden in der ein Gefäss mit Natriumthiosulfat bereitsteht (Reduktion zu Br-)
- es darf auch kurzfristig nur im Abzug gelagert werden
Durchführung¶
Durchführung
Vorbereitung¶
- in ein 400 mL Becherglas werden ca. 300 ml Wasser gegeben, (evtl zu Vergleichszwecken zwei Ansätze bereitstellen)
- 10 mL Acetessigsäureethylester (Ethyl-Acetoacetat) werden hinzugefügt
- das Gemisch wird einige Minuten auf dem Magnetrührer gerührt, damit sich der Ester löst
- Auf einem anderen Magnetrührer werden in einem kleinen Erlenmeyerkolben 5 Tropfen Brom zu 50 mL deionisiertem Wasser gegeben, um frisches Bromwasser herzustellen (es muss sich nicht alles Brom lösen).
Versuch¶
- Zur Acetessigsäureethylester-Lösung werden 2-3 Pipetten Eisen(III)-chlorid 0.1 M gegeben. Nach einer Weile stellt sich eine weinrote Farbe ein.
- Nun werden unter Rühren zügig 30 mL frisches, ziemlich konzentriertes Bromwasser zugegeben (Socorex).
Hinweise:¶
- Die Brom-Konzentration ist im Bromwasser nicht sehr gross. Daher werden viel weniger Brom-Moleküle zugegeben, als Acetessigsäure-Ester-Moleküle vorliegen.
- Die Acetessigsäure wäre weniger stabil als der Ester, weil diese β-Ketocarbonsäure decarboxyliert werden kann.
Hinweise¶
Beschreibung
Anmerkung¶
Wird zum Weinfarbenen Tautomer genug Bromwasser zugefügt, entfärbt sich die Lösung sofort, bis das ganze Brom reagiert hat. Danach wechselt die Farbe der Lösung langsam wieder zu Weinrot, da der überschüssige Acetessigsäureethylester langsam über die Keto-Enol-Tautomerie wider Enolat-Liganden bildet, die durch die Komplexbildung stabilisiert werden.
Infos und Fragen zum Versuch¶
Infos
Acetessigsäure-ethylester (Ethyl-Acetoacetat) wird als Aroma-Lebensmittelzusatz verwendet, aber auch in der Industrie für viele Synthesen, gerade weil dieser Stoff gut Enolat-Ionen bildet.
- Weshalb wird Acetessig-Ethylester praktisch nur an der Position 2, viel weniger an der Position 1 deprotoniert und überhaupt nicht an der Ethylgruppe deprotoniert?
Die Enol-Form bzw. das Enolat bildet mit Eisen(III)-Ionen einen stabilen, weinroten Komplex. Die Keto-Form bildet diesen Komplex nicht direkt, sondern nur über die Bildung der Enol-Form bzw. des Enolat-Ions.
- Welche Reaktion verläuft schneller: die Bromierung einer C=C-Doppelbindung oder die Tautomerie-Gleichgewichtseinstellung?
- Welche Spezies liegt im Gleichgewicht in grösserer Konzentration vor: Die Enol- oder die Keton-Form, wenn man annimmt, dass die Komplexbildung eine schnelle Reaktion ist?
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