12.13
Aldehyde und Ketone durchlaufen Hydratationsreaktionen, um Hydrate zu erhalten – 1,1-Diole oder geminale Diole.
Die Bildung von Hydraten kann rückgängig gemacht werden, indem Wasser aus dem Diol entfernt wird.
Im Gleichgewicht nimmt die Menge des gebildeten Hydrats mit zunehmender Alkylgruppe am Carbonylkohlenstoff ab.
Günstige sterische und elektronische Faktoren, die mit den Alkylgruppen assoziiert sind, bewirken, dass das Gleichgewicht auf der Seite der Carbonylverbindungen liegt.
Unter neutralen Bedingungen ist die Geschwindigkeit der Gem-Diol-Bildung aufgrund der geringen Nukleophilie des Wassers sehr langsam. Die Reaktion kann jedoch mit Hilfe von Säure- oder Basenkatalysatoren beschleunigt werden.
Bei der Säurekatalyse protoniert das Hydronium-Ion den Carbonylsauerstoff zu einem stark elektrophilen Carbonylkohlenstoff. Dieser Kohlenstoff wird dann vom Wasser angegriffen und bildet ein Oxonium-Kation. Schließlich ergibt die Deprotonierung durch ein anderes Wassermolekül ein Gem-Diol.
Unter basischen Bedingungen fügt sich das stärkere Hydroxidnukleophil zunächst an den Carbonylkohlenstoff an, wodurch ein Alkoxid-Zwischenprodukt entsteht. Ein Wassermolekül protoniert dann dieses Zwischenprodukt zu dem Gem-Diol.
Ein auf Sauerstoff basierendes Nukleophil kann wie Wasser Additionsreaktionen mit Aldehyden und Ketonen eingehen. Die Reaktion führt zur Bildung von H…
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