Decarboxylierung von β-Ketosäuren: Übungen und Mechanismus
β-Ketosäuren und Malonsäuren verlieren beim Erhitzen CO₂ über einen sechsgliedrigen Übergangszustand. Es entsteht ein Enol, das zum Keton bzw. zur Carbonsäure tautomerisiert.
Beispiel
β-Ketosäuren und Malonsäuren verlieren beim Erwärmen CO₂, über einen sechsgliedrigen cyclischen Übergangszustand. Es entsteht zuerst ein Enol, das zum Keton bzw. zur Carbonsäure tautomerisiert. Normale Carbonsäuren tun das nicht.
Mechanismus Schritt für Schritt
- 1
Die COOH-Gruppe und die C=O-Gruppe in β-Stellung bilden einen sechsgliedrigen Ring über eine Wasserstoffbrücke.
- 2
In einem Schritt verschieben sich drei Elektronenpaare: CO₂ wird abgespalten, es entsteht ein Enol.
- 3
Das Enol tautomerisiert zur Keto-Form (Keton bzw. Carbonsäure).
Übungsaufgaben
Welches Produkt entsteht, welches Reagenz braucht es? Nach jeder Antwort siehst du die Erklärung.
Mit welchem Reagenz gelingt diese Umsetzung?
Typische Fehler
- Nicht die Keto-Gruppe geht ab, sondern das CO₂ aus der COOH-Gruppe. Die C=O-Gruppe in β-Stellung ist gerade nötig, um den Übergangszustand zu bilden.
- Das Enol ist nur das Zwischenprodukt. Es tautomerisiert sofort zur stabileren Keto-Form.
- Die COOH-Gruppe wird nicht durch OH ersetzt: Es geht CO₂ ab, und an seiner Stelle sitzt danach ein H.
Oft verwechselt mit: Malonester-Synthese
Häufige Fragen
Warum decarboxylieren normale Carbonsäuren nicht?
Ohne die C=O-Gruppe in β-Stellung gibt es keinen sechsgliedrigen Übergangszustand und kein stabiles Enol als Produkt.
Wo kommt das vor?
Als letzter Schritt der Malonester- und Acetessigester-Synthese und in der Biochemie (z. B. im Citratzyklus).