3.1.2: trans-1,2-Dibromcyclohexan

3. Additionen an CC-Doppelbindungen www.ioc-praktikum.de
3.1.2 Addition von Brom an Cyclohexen zu trans-1,2-Dibromcyclohexan (2)
+
Br 2
Cyclohexan
0 °C
Br
H
H
Br
2
C 6
H 10
(82.2)
(159.8)
C 6
H 10
Br 2
(242.0)
Arbeitsmethoden: Destillation
Chemikalien
Cyclohexen
Brom
Cyclohexan
Sdp. 83 °C, d = 0.81 g/ml.
Sdp. 58 °C, d = 3.12 g/ml, Dampfdruck bei 21 °C: 233 hPa. Verursacht schwere
Verätzungen an Haut, Augen und Atmungsorganen. Nicht abwiegen, sondern
mit einem kleinen Messzylinder, Messpipette oder Spritze abmessen.
Schmp. 6.5 °C, Sdp. 80 °C, d = 0.78 g/ml, Dampfdruck bei 20 °C: 104 hPa.
Durchführung
Vor Beginn Betriebsanweisung erstellen.
In einem 250-ml-Rundkolben mit Magnetrührer und Tropftrichter
wird eine Lösung von 75 mmol (6.17 g, 7.61 ml) Cyclohexen in 50
ml Cyclohexan auf 5 °C abgekühlt (kaltes Wasserbad). Man tropft
eine Lösung von 65 mmol Brom 1 (10.4 g, 3.33 ml) in 20 ml Cyclohexan
unter gutem Rühren so zu, dass das Brom unter Entfärbung
rasch verbraucht wird 2 (→ E 1 ).
Isolierung und Reinigung
Nach Beendigung der Reaktion gibt man 5 g wasserfreies Kaliumcarbonat
zu, schüttelt mehrfach und lässt über Nacht im verschlossenen
Kolben stehen. Man filtriert die Lösung in einen 100 ml Rundkolben
und wäscht mehrmals mit wenig Cyclohexan nach (Tropfpipette,
Rückstand → E 2 ). Das Lösungsmittel wird am Rotationsverdampfer
unter vermindertem Druck abdestilliert (→ E 3 ).
Zur Reinigung wird das Rohprodukt 2 in einer kleinen
Destillationsapparatur mit Spinne und tarierten Vorlagekölbchen bei
vermindertem Druck fraktionierend destilliert (→ E 4 ). Man führe ein
Destillationsprotokoll und bestimme die Ausbeute, Fraktionen mit
gleichem Brechungsindex können vereinigt werden. Ausb. an 2: 77–
90%, Sdp. 99–101 °C/17 hP, n 25 D
=1.5497–1.5507.
1 Aus welchem Grund wurde diese Stöchiometrie von Cyclohexen/Brom gewählt?
2 Welche Farbe müsste demnach der Ansatz während der Versuchsdurchführung
haben?
Versuch 3.1.2, Rev. 1.0 1

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Hinweise zur Entsorgung (E)
E 1 : Alle mit Brom verunreinigten Geräte werden mit einer wässr. Natriumsulfit- oder Natriumthiosulfat-
Lösung zur Vernichtung des Broms gespült → Entsorgung (H 2 O mit RHal/Halogenid).
E 2 : Kontaminiertes Kaliumcarbonat → Entsorgung (Anorganische Feststoffe).
E 3 : Das abdestillierte Lösungsmittel enthält Reste von Cyclohexen → Entsorgung (RH).
E 4 : Destillationsrückstand in wenig Aceton lösen → Entsorgung (RHal).
Auswertung des Versuchs
Man führe mit 2 einen qualitativen Halogennachweis nach Beilstein durch (Abzug!).
1 H-NMR-Spektrum von 2: Für eine einfache Auswertung nicht geeignet.
13 C-NMR Spektrum von 2 (62.8 MHz, CDCl 3 ): δ = 22.41 (CH 2 ), 31.98 (CH 2 ), 55.19 (CH).
100 80
60 40 20 [ppm] 0
IR-Spektrum von 2 (Film):
100
T [%]
50
2860
2940
0
4000 3000 2000 1500 1000 ν ~ [cm -1 ]
IR-Spektrum von Cyclohexen (Film):
100
T [%]
2655
1650
50
3020
2835
2860
2995
0
~
4000 3000 2000 1500 1000 ν [cm -1 ]
* Formulieren Sie den zu 2 führenden Reaktionsmechanismus.
Versuch 3.1.2, Rev. 1.0 2

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Weitere denkbare Reaktionsprodukte:
Br
H
Br
H Br
H
A
B
C
Br
H
* Mit welchen spektroskopischen Daten und einfachen Versuchen lassen sich A–C ausschließen?
* Diskutieren Sie die denkbaren Reaktionsmechanismen.
Literatur, allgemeine Anwendbarkeit der Methode
Nach dieser Methode lassen sich zahlreiche Alkene bromieren. Die in der Literatur häufig angewandten
halogenierten Solventien wurden hier durch Cyclohexan ersetzt. In der frisch hergestellten Bromlösung findet
noch keine (radikalische) Substitution des Cyclohexans statt.
[1] H.R. Snyder, L.A. Brooks in Organic Syntheses Coll. Vol. 2 (Hrsg. A.H. Blatt), J. Wiley & Sons, New York,
1943, S. 171.
[2] S. Winstein, J. Am. Chem. Soc. 1942, 64, 2792–2795.
Versuch 3.1.2, Rev. 1.0 3