VO Organische Chemie in der molekularen Biologie I

VO Organische Chemie I 21. Carbonsäuren I: Monocarbonsäuren
„abgesaugt“ und das Anion somit stabilisiert, d.h. es ist leichter, ein Proton abzuspalten
=> elektronenanziehende Substituenten werden die Säurestärke erhöhen,
elektronenabstoßende Substituenten werden die Säurestärke vermindern.
• Es ist naheliegend, als elektronenanziehende Substituenten Halogenatome zu
verwenden, z.B.
CH3COOH pKS = 4,76
CH2ClCOOH pKS = 2,81 zwei Zehnerpotenzen größer (100mal stärker)
CHCl2COOH pKS = 1,30
CCl3COOH pKS = 0,89
Es zeigt sich eine drastische Steigerung der Säurestärke durch die Anwesenheit der
elektronegativen Cl-Atome.
Im Vergleich mit den anderen Monohalogenethansäuren zeigt sich: Fluorethansäure
(CH2FCOOH) ist noch stärker (pKS = 2,66), Iodethansäure (CH2ICOOH) dafür schwächer
(pKS = 3,13), weil Iod die geringste Elektronegativität von allen Halogenen hat.
Erwartungsgemäß ist Trifluorethansäure (CF3COOH) die stärkste Monocarbonsäure, die
es gibt (pKS = 0,23; vgl. H3PO4: pKS = 1,96).
Die Wirkung der Halogenatome nimmt mit zunehmender Entfernung zur Carboxylgruppe
ab, d.h. 2-Chlorbutansäure ist stärker als 3-Chlorbutansäure etc.
• Alkylgruppen sind Beispiele für elektronenabstoßende Substituenten, wobei deren
Wirkung nicht so ausgeprägt ist wie die der Halogene.
HCOOH pKS = 3,77 zehnmal starker als Ethansäure
CH3COOH pKS = 4,76
CH3CH2COOH pKS = 4,88
(CH3)3COOH pKS = 5,06 (Name: 2,2-Dimethylpropansäure)
Es besteht auch die Möglichkeit, dass eine Carbonsäure unter der Einwirkung einer noch
stärkeren Säure gezwungen wird, ein Proton aufzunehmen, wodurch es zur Bildung eines
R C
O
O H
+ H +
R C
durch zwei mesomere Grenzstrukturen darstellbaren Dihydroxycarbeniumions kommt.
O
H
O H
- 120 -
R C
O
H
O H