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Cover |
1 |
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Half Title |
3 |
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Title |
5 |
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Copyright Page |
6 |
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Inhalt |
7 |
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Vorwort |
12 |
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Organische Chemie |
13 |
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1 Atomorbitale, Elektronenzustände |
14 |
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1.2 s- und p-Orbitale |
14 |
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1.3 Elektronenspin und PAULI-Prinzip |
14 |
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1.4 Elektronenkonfiguration leichter Atome |
15 |
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2 Kovalente Bindung des Wasserstoff-Moleküls |
16 |
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2.1 Arten der chemischen Bindung |
16 |
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2.2 Kovalente Bindung durch Überlappung von Atomorbitalen |
16 |
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2.3 Überlappung von p-Orbitalen |
17 |
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3 Hybridisierung von Atomorbitalen |
18 |
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3.1 Geometrie des Methan-Moleküls |
18 |
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3.2 Hybridisierung von Atomorbitalen |
18 |
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3.3 CH-Bindungen des Methans |
19 |
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4 Kovalente Bindung der C2-Kohlenwasserstoffe |
20 |
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4.1 Ethan, CC-Einfachbindung |
20 |
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4.2 Ethen, CC-Doppelbindung |
20 |
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4.3 Ethin, CC-Dreifachbindung |
21 |
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5 Alkane |
22 |
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5.1 Homologe Reihe der Alkane |
22 |
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5.2 Vorkommen, Herstellung |
22 |
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5.2.1 Fraktionierte Destillation des Erdöls (Raffinerie |
22 |
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5.2.2 Katalytische Hydrierung von Alkenen |
23 |
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5.2.3 WURTZ-Synthese über Alkylnatrium |
23 |
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5.2.4 KOLBE-Elektrolyse von Carboxylaten (anodische Oxidation) |
23 |
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5.3 Alkane als Energieträger |
23 |
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6 Konstitution, Konstitutionsisomerie |
24 |
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6.1 Atomverknüpfung |
24 |
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6.2 Konstitutionsisomere |
24 |
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7 Grundregeln der Nomenklatur |
26 |
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7.1 IUPAC-Regeln |
26 |
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7.2 Verzweigte Alkyl-Gruppen |
26 |
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8 Molekülschreibweisen |
28 |
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8.1 Valenzstrichformeln |
28 |
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8.2 Skelettformeln |
28 |
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8.3 LEWIS-Formeln |
28 |
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|
8.4 Projektionsformeln |
29 |
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8.4.1 FISCHER-Projektion |
29 |
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|
8.4.2 NEWMAN-Projektion |
29 |
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9 Konformation |
30 |
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9.1 Konformation, Konformere |
30 |
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9.2 Energieinhalte und Nomenklatur von Konformeren |
30 |
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10 Reaktive Zwischenstufen |
32 |
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10.1 Radikale |
32 |
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10.2 Ionen |
32 |
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10.3 Carbene |
33 |
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11 Grundtypen organischer Reaktionen |
34 |
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11.1 Addition |
34 |
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11.2 Eliminierung |
34 |
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|
11.3 Oxidation |
34 |
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11.4 Reduktion |
34 |
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|
11.5 Substitution |
34 |
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|
11.6 Umlagerung |
35 |
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|
12 Energieumsätze chemischer Reaktionen |
36 |
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|
12.1 Aktivierungsenergie, Reaktionswärme |
36 |
|
|
12.2 Katalyse |
36 |
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|
12.3 Kinetische und thermodynamische Kontrolle |
37 |
|
|
13 Radikalische Substitution |
38 |
|
|
13.1 Photohalogenierung der Alkane |
38 |
|
|
13.2 Relative Stabilität von Alkyl-Radikalen |
38 |
|
|
13.3 Regioselektivität der radikalischen Substitution |
39 |
|
|
13.4 Radikalische Sulfochlorierung und Nitrierung |
39 |
|
|
14 Alkene, Konstitution und relative Konfiguration |
40 |
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|
14.1 Übersicht, Nomenklatur, Konstitutionsisomerie |
40 |
|
|
14.2 Relative Konfiguration der Alkene |
40 |
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|
15 Alken-Synthesen |
42 |
|
|
15.1 ?-Eliminierung |
42 |
|
|
15.1.1 Dehydrohalogenierung von Halogenalkanen |
42 |
|
|
15.1.2 Dehydratisierung von Alkoholen |
42 |
|
|
15.1.3 Reduktive Dehalogenierung von 1,2-Dihalogenalkanen |
43 |
|
|
15.2 Alternative Synthesen |
43 |
|
|
15.2.1 Dehydrierung von Alkanen |
43 |
|
|
15.2.2 Partielle Hydrierung von Alkinen |
43 |
|
|
15.2.3 Reduktive Kupplung von Carbonyl Verbindungen |
43 |
|
|
15.2.4 Carbonyl-Alkenylierungen |
44 |
|
|
15.3 Umwandlung von Alkenen |
44 |
|
|
15.3.1 WOHL-ZIEGLER-Bromierung |
44 |
|
|
15.3.2 HECK-Reaktion |
44 |
|
|
15.3.3 En-Reaktion |
45 |
|
|
15.3.4 Alken-Metathese |
45 |
|
|
16 Additionen an Alkene |
46 |
|
|
16.1 Addition von Wasserstoff (Katalytische Hydrierung) |
46 |
|
|
16.2 Addition von Brom (Bromierung) |
46 |
|
|
16.3 Elektrophile Addition von Halogenwasserstoff |
47 |
|
|
16.4 Elektrophile Addition von Wasser (Hydratisierung) |
47 |
|
|
16.5 Bildung von Halohydrinen |
48 |
|
|
16.6 Hydroborierung |
48 |
|
|
16.7 Dihydroxylierungen |
48 |
|
|
16.8 1,3-dipolare Cycloaddition von Ozon (Ozonolyse von Alkenen) |
49 |
|
|
17 Diene |
50 |
|
|
17.1 Kumulation und Konjugation von Doppelbindungen |
50 |
|
|
17.2 Molekülstruktur |
50 |
|
|
17.2.1 Konformation |
50 |
|
|
17.2.2 Bindungslängen und Mesomerie des 1,3-Butadiens |
50 |
|
|
17.2.3 Molekülgeometrie des Allens |
51 |
|
|
17.3 Herstellung |
51 |
|
|
17.3.1 Katalytische Dehydrierung zu 1,3-Dienen |
51 |
|
|
17.3.2 Dehydratisierung von Diolen zu 1,3-Dienen |
51 |
|
|
17.3.3 Katalytische Dimerisierung von Ethin zu 1,3-Butadien |
51 |
|
|
17.3.4 1,2-Diene durch Eliminierung |
51 |
|
|
18 Additionen und Cycloadditionen mit 1,3-Dienen |
52 |
|
|
18.1 1,2- und 1,4-Addition |
52 |
|
|
18.2 Cycloadditionen |
53 |
|
|
18.2.1 [4+2]-Cycloaddition (DIELS-ALDER-Reaktion) |
53 |
|
|
18.2.2 [4+1]-Cycloaddition |
53 |
|
|
19 Alkine |
54 |
|
|
19.1 Homologe Reihe, Konstitutionsisomerie, Nomenklatur |
54 |
|
|
19.2 Herstellung |
54 |
|
|
19.2.1 Partielle Oxidation von Methan zu Ethin |
54 |
|
|
19.2.2 Carbid-Prozess (frühere Ethin-Synthese) |
54 |
|
|
19.2.3 Doppelte Dehydrohalogenierung von 1,1-Dihalogenalkanen |
55 |
|
|
19.2.4 Alkylierung terminaler Alkine |
55 |
|
|
19.3 Typische Reaktionen |
55 |
|
|
19.3.1 Hydrierung und Reduktion |
55 |
|
|
19.3.2 Hydroborierung |
55 |
|
|
19.3.3 Elektrophile Addition von Halogenen |
56 |
|
|
19.3.4 Elektrophile Addition von HX |
56 |
|
|
19.3.5 CH-Acidität terminaler Alkine, Ethinylide |
57 |
|
|
19.3.6 Oxidative Kupplung terminaler Alkine |
57 |
|
|
19.3.7 Cyclotri- und Cyclotetramerisierung |
57 |
|
|
20 Cycloalkane |
58 |
|
|
20.1 Übersicht, Nomenklatur |
58 |
|
|
20.2 Konformation |
58 |
|
|
20.2.1 Cyclopropan |
58 |
|
|
20.2.2 Cyclobutan |
58 |
|
|
20.2.3 Cyclopentan |
59 |
|
|
20.2.4 Cyclohexan |
59 |
|
|
20.3 Konfigurationsisomerie |
60 |
|
|
20.3.1 cis- und trans-disubstituierte Cycloalkane |
60 |
|
|
20.3.2 cis- und trans-Decalin |
61 |
|
|
20.3.3 Cycloalkene |
61 |
|
|
21 Einfache Cycloalkan- und Cycloalken-Synthesen |
62 |
|
|
21.1 Cyclopropan |
62 |
|
|
21.2 Cyclobutan |
62 |
|
|
21.3 Cyclopenten und Cyclopentan |
62 |
|
|
21.4 Cyclohexan, Cyclohexen |
62 |
|
|
21.5 Cycloheptadien, Cycloheptan |
63 |
|
|
21.6 Größere Ringe |
63 |
|
|
22 Reaktionen der Cycloalkane und Cycloalkene |
64 |
|
|
22.1 Spannungsgetriebene Reaktionen kleiner Ringe |
64 |
|
|
22.2 Alkan-analoge Reaktionen |
64 |
|
|
22.3 Alken-analoge Reaktionen |
64 |
|
|
22.3.1 Addition von Brom |
64 |
|
|
22.3.2 Katalytische Hydrierung |
64 |
|
|
22.3.3 Dihydroxylierungen |
65 |
|
|
23 Benzen, Aromatizität, Aromaten |
66 |
|
|
23.1 Struktur des Benzens |
66 |
|
|
23.1.1 Molekülgeometrie |
66 |
|
|
23.1.2 Hydrierwärme |
66 |
|
|
23.1.3 Mesomerieenergie und Valenzstrichformeln des Benzens |
66 |
|
|
23.2 Molekülorbital-Modell des Benzens |
67 |
|
|
23.3 Aromatizitätskriterien |
67 |
|
|
24 Benzoide Aromaten |
68 |
|
|
24.1 Monosubstituierte Benzene |
68 |
|
|
24.2 Mehrfach substituierte Benzene |
68 |
|
|
24.2 Herstellung benzoider Kohlenwassertoffe |
69 |
|
|
24.2.1 fossile Quellen |
69 |
|
|
24.2.3 Cyclotrimerisierung von Alkinen |
69 |
|
|
25 Elektrophile Substitution benzoider Aromaten |
70 |
|
|
25.1 Substituierte Benzene durch elektrophile Substitution |
70 |
|
|
25.2 Elektrophile Halogenierung |
70 |
|
|
25.3 Elektrophile Alkylierung (FRIEDEL-CRAFTS-Alkylierung) |
70 |
|
|
25.4 Elektrophile Acylierung (FRIEDEL-CRAFTS-Acylierung) |
71 |
|
|
25.5 Elektrophile Nitrierung |
71 |
|
|
25.6 Elektrophile Sulfonierung |
71 |
|
|
26 Elektrophile Mehrfachsubstitution |
72 |
|
|
26.1 Mesomerieeffekte von Substituenten am Benzen-Ring |
72 |
|
|
26.2 Regioselektivität der elektrophilen Zweitsubstitution am Benzen |
72 |
|
|
27 Weitere Reaktionen benzoider Aromaten |
74 |
|
|
27.1 Nucleophile Substitution am benzoiden Ring |
74 |
|
|
27.2 Radikalische Substitution an der Seitenkette |
74 |
|
|
27.3 Hydrierung, Reduktion, Oxidation |
75 |
|
|
28 Polycyclische benzoide Aromaten |
76 |
|
|
28.1 Fusionierung benzoider Ringe |
76 |
|
|
28.2 Herstellung polycyclischer benzoider Aromaten |
76 |
|
|
28.3 Elektrophile Substitution des Naphthalens |
77 |
|
|
28.4 Oxidation und Reduktion des Naphthalens |
78 |
|
|
28.5 Reaktionen des Anthracens und Phenanthrens |
78 |
|
|
28.6 Enzymatische Epoxidation des Benzo[a]pyrens |
79 |
|
|
29 Nichtbenzoide Aromaten |
80 |
|
|
29.1 Nichtbenzoide aromatische Ionen |
80 |
|
|
29.1.1 Cyclopropenium-Ion |
80 |
|
|
29.1.2 Cyclopentadienid-Anion |
80 |
|
|
29.1.3 Cycloheptatrienium-Kation |
81 |
|
|
29.2 [n]-Annulene |
81 |
|
|
30 Halogenalkane |
82 |
|
|
30.1 Klassifizierung, Nomenklatur |
82 |
|
|
30.2 Herstellung |
82 |
|
|
30.2.1 Radikalische Substitution von Alkanen |
82 |
|
|
30.2.2 Addition von Halogenwasserstoff und Halogen an Alkene |
82 |
|
|
30.2.3 Substitution von Hydroxid in Alkoholen durch Halogen |
83 |
|
|
30.2.4 Fluorierung mit Antimontrifluorid |
83 |
|
|
30.2.5 Iodierung von Halogenalkanen (FINKELSTEIN-Reaktion) |
83 |
|
|
30.3 Elektronegativität und induktiver Effekt |
84 |
|
|
30.4 Typische Reaktionen |
84 |
|
|
30.4.1 Nucleophile Substitution des Halogens in Halogenalkanen |
84 |
|
|
30.4.2 Dehydrohalogenierung (?-Eliminierung) |
85 |
|
|
30.4.3 Metallierung |
85 |
|
|
31 Mechanismen der nucleophilen Substitution |
86 |
|
|
31.1 Bimolekulare nucleophile Substitution (zweiter Ordnung) |
86 |
|
|
31.2 Monomolekulare nucleophile Substitution (erster Ordnung) |
87 |
|
|
32 Organometall-Verbindungen |
88 |
|
|
32.1 Übersicht |
88 |
|
|
32.2 Herstellung |
88 |
|
|
32.2.1 Metallierung von Halogenalkanen und Halogenaromaten |
88 |
|
|
32.2.2 Transmetallierung |
88 |
|
|
32.2.3 Halogen-Metall-Austausch |
89 |
|
|
32.2.4 Wasserstoff-Metall-Austausch |
89 |
|
|
32.3 Präparative Bedeutung |
89 |
|
|
33 Alkohole |
90 |
|
|
33.1 Nomenklatur und Klassifizierung |
90 |
|
|
33.2 Struktur und physikalische Eigenschaften |
90 |
|
|
33.3 Herstellung |
91 |
|
|
33.3.1 Industrielle Synthesen von Methanol und Ethanol |
91 |
|
|
33.3.2 Alkoholische Gärung (Biere, Weine, Destillate) |
91 |
|
|
33.3.3 Hydratisierung von Alkenen |
91 |
|
|
33.3.4 Hydroborierung von Alkenen und anschließende Oxidation |
92 |
|
|
33.3.5 Reduktion von Carbonyl-Verbindungen durch komplexe Hydride |
92 |
|
|
33.3.6 Nucleophile Substitution von Halogenalkanen |
92 |
|
|
33.3.7 Addition von Alkylmagnesiumhalogeniden an Carbonyl-Gruppen |
93 |
|
|
34 Diole, Triole |
94 |
|
|
34.1 Herstellung |
94 |
|
|
34.1.1 Dihydroxylierungen von Alkenen |
94 |
|
|
34.1.2 Hydrolyse von Halohydrinen |
94 |
|
|
34.1.3 Bimolekulare Reduktion von Carbonyl-Verbindungen |
95 |
|
|
34.2 Oxidative Glykolspaltungen |
95 |
|
|
35 Reaktionen der Alkohole |
96 |
|
|
35.1 Basizität und Acidität |
96 |
|
|
35.2 Oxidation |
96 |
|
|
35.3 Nucleophile Substitution |
97 |
|
|
35.4 Veresterung |
97 |
|
|
36 Dehydratisierung von Alkoholen |
98 |
|
|
36.1 Dehydratisierung von Alkoholen zu Alkenen |
98 |
|
|
36.2 Dehydratisierung voll alkylierter 1,2-Diole zu Ketonen |
99 |
|
|
37 Ether |
100 |
|
|
37.1 Übersicht, Nomenklatur |
100 |
|
|
37.2 Struktur und physikalische Eigenschaften |
100 |
|
|
37.3 Herstellung |
100 |
|
|
37.3.1 Bimolekulare Dehydratisierung von Alkoholen |
100 |
|
|
37.3.2 Nucleophile Substitution von Halogenalkanen durch Alkoholat |
100 |
|
|
37.4 Typische Reaktionen |
101 |
|
|
37.4.1 Bildung von Dialkyloxonium-Salzen |
101 |
|
|
37.4.2 Autoxidation (Sauerstoff-Insertion) |
101 |
|
|
37.4.3 Etherspaltung |
101 |
|
|
38 Amine |
102 |
|
|
38.1 Nomenklatur, Klassifizierung |
102 |
|
|
38.2 Molekülstruktur |
102 |
|
|
38.3 Herstellung |
103 |
|
|
38.3.1 Alkylierung von Ammoniak |
103 |
|
|
38.3.2 Alkylierung von Kaliumphthalimid zur Synthese primärer Amine |
103 |
|
|
38.3.3 Reduktion von Nitrilen und Nitro-Verbindungen |
103 |
|
|
39 Reaktionen der Amine |
104 |
|
|
39.1 Basizität aliphatischer und aromatischer Amine |
104 |
|
|
39.2 Diazotierung primärer Amine |
104 |
|
|
39.3 N-Nitrosierung sekundärer Amine |
105 |
|
|
39.4 Erschöpfende Alkylierung von Aminen |
105 |
|
|
39.5 HOFMANN-Eliminierung von Tetraalkylammonium-Hydroxiden |
105 |
|
|
39.6 Imine aus primären Aminen und Carbonyl-Verbindungen |
106 |
|
|
39.7 Enamine aus sekundären Aminen und Carbonyl-Verbindungen |
106 |
|
|
39.8 Reduktive Aminierung von Carbonyl-Verbindungen zu Aminen |
107 |
|
|
40 Diazo- und Azo-Verbindungen |
108 |
|
|
40.1 Aryldiazonium-Salze und Azofarbstoffe |
108 |
|
|
40.2 Azoalkane |
109 |
|
|
40.3 Diazoalkane |
109 |
|
|
41 Carbonsäuren |
112 |
|
|
41.1 Übersicht, Nomenklatur |
112 |
|
|
41.2 Carboxy-Gruppe, Bindungsdaten und Mesomerie |
112 |
|
|
41.3 Carbonsäure-Dimere |
113 |
|
|
41.4 Darstellung |
113 |
|
|
41.4.1 Carbonylierung |
113 |
|
|
41.4.2 Carboxylierung |
113 |
|
|
41.4.3 Oxidation von Methyl-, Hydroxymethyl- und Aldehyd-Gruppen |
114 |
|
|
41.4.4 Hydrolyse von Carbonsäure-Derivaten |
114 |
|
|
41.5 Acidität |
115 |
|
|
42 Carbonsäure-Derivate |
116 |
|
|
42.1 Carbonsäureester |
116 |
|
|
42.2 Carbonsäurehalogenide |
117 |
|
|
42.3 Carbonsäureanhydride |
117 |
|
|
42.4 Carbonsäureamide und cyclische Imide |
117 |
|
|
42.5 Hydrazide, Hydroxamsäuren und Azide |
118 |
|
|
42.6 Umfunktionierung von Carbonsäure-Derivaten |
118 |
|
|
42.6.1 Reduktion zu primären Alkoholen und zu Aldehyden |
118 |
|
|
42.6.2 Reduktive Kupplung von Estern (Acyloin Reaktion) |
119 |
|
|
42.6.3 Decarboxylierung |
119 |
|
|
42.6.4 Dehydratisierung von Carboxamiden zu Nitrilen und Isonitrilen |
119 |
|
|
43 Substituierte Carbonsäuren |
120 |
|
|
43.1 Nomenklatur |
120 |
|
|
43.2 Halogencarbonsäuren |
121 |
|
|
43.2.1 Synthese |
121 |
|
|
43.2.2 Reaktionen |
121 |
|
|
43.3 Hydroxycarbonsäuren |
122 |
|
|
43.3.1 Synthesen |
122 |
|
|
43.3.2 Reaktionen |
123 |
|
|
44 Absolute Konfiguration |
124 |
|
|
44.1 Stereogene Zentren, Enantiomere, Chiralität |
124 |
|
|
44.2 Optische Aktivität und spezifische Drehung |
124 |
|
|
44.3 Spezifizierung der absoluten Konfiguration |
124 |
|
|
44.3.1 CAHN-INGOLD-PRELOG-Konvention ["CIP", (R)- und (S)-] |
125 |
|
|
44.3.2 FISCHER-Konvention (D- und L-) |
125 |
|
|
44.3.3 Korrelation von D-,L- und (R)-,(S)-Deskriptoren |
126 |
|
|
44.3.4 Racemate, Racemattrennung |
127 |
|
|
44.4 Stereospezifität der bimolekularen nucleophilen Substitution |
127 |
|
|
45 Enantiomere ohne C-Atome als Asymmetriezentren |
128 |
|
|
45.1 Heteroatome als Asymmetriezentren |
128 |
|
|
45.2 Axiale Chiralität |
128 |
|
|
45.3 Planare Chiralität und Helicität |
129 |
|
|
46 Diastereomere |
130 |
|
|
46.1 Verbindungen mit zwei verschiedenen stereogenen Zentren |
130 |
|
|
46.2 Verbindungen mit zwei gleichen stereogenen Zentren |
131 |
|
|
47 Aldehyde |
132 |
|
|
47.1 Übersicht, Nomenklatur |
132 |
|
|
47.2 Herstellung |
133 |
|
|
47.2.1 Oxidation von Methyl- und Hydroxymethyl-Gruppen |
133 |
|
|
47.2.2 Hydrolyse von ?,?-Dihalogenalkanen |
133 |
|
|
47.2.3 Reduktion von Carbonsäure-Derivaten |
133 |
|
|
47.2.4 Formylierung von Aromaten |
133 |
|
|
47.3 Molekülbau, Mesomerie und Reaktivität |
134 |
|
|
47.4 Aldehyd-spezifische Reaktionen |
134 |
|
|
47.4.1 Oxidation zu Carbonsäuren und Nachweisreaktionen |
134 |
|
|
47.4.2 CANNIZZARO-Disproportionierung aromatischer Aldehyde |
135 |
|
|
47.4.3 Hydrogensulfit-Addition |
135 |
|
|
48 Ketone |
136 |
|
|
48.1 Übersicht, Nomenklatur |
136 |
|
|
48.2 Herstellung |
137 |
|
|
48.2.1 Oxidation sekundärer Alkohole |
137 |
|
|
48.2.2 Katalytische Luftoxidation von Alkenen (WACKER-Prozess) |
137 |
|
|
48.2.3 Oxidation von Methylen-Gruppen (RILEY-Oxidation) |
137 |
|
|
48.2.4 Acylierung von Aromaten (FRIEDEL-CRAFTS-Acylierung) |
137 |
|
|
49 Carbonyl-Reaktionen |
138 |
|
|
49.1 Reaktionen mit Sauerstoff- und Schwefel-Nucleophilen |
138 |
|
|
49.1.1 Hydratisierung (Wasser als Nucleophil) |
138 |
|
|
49.1.2 Acetalisierung, Ketalisierung (Alkohole als Nucleophile) |
138 |
|
|
49.1.3 Thioacetalisierung (Mercaptalisierung) |
138 |
|
|
49.2 Reaktionen mit Stickstoff-Nucleophilen |
139 |
|
|
49.3 Reaktionen mit Kohlenstoff-Nucleophilen |
139 |
|
|
49.3.1 Alkinylierung |
139 |
|
|
49.3.2 Cyanhydrin- und Benzoin-Reaktion |
140 |
|
|
49.3.3 Addition von GRIGNARD-Verbindungen |
140 |
|
|
49.3.4 WITTIG-Alkenylierung (Carbonyl-Alkenylierung) |
140 |
|
|
49.4 Reduktionen |
141 |
|
|
50 CH-Acidität der Carbonyl-Verbindungen |
142 |
|
|
50.1 CH-Acidität von Carbonsäureestern und Esterkondensation |
142 |
|
|
50.1.1 CLAISEN-Kondensation |
142 |
|
|
50.1.2 DIECKMANN-Cyclokondensation |
142 |
|
|
50.2 CH-Acidität von Aldehyden und Ketonen |
142 |
|
|
50.2.1 Aldol-Reaktion |
143 |
|
|
50.2.2 Esterkondensation |
143 |
|
|
50.2.3 MANNICH-Reaktion |
143 |
|
|
51 1,3-Dicarbonyl-Verbindungen |
144 |
|
|
51.1 CH-Acidiät |
144 |
|
|
51.2 Typische Reaktionen |
144 |
|
|
51.2.1 C-Alkylierung |
144 |
|
|
51.2.2 Carbonyl-Alkenylierung (KNOEVENAGEL-Alkenylierung) |
145 |
|
|
51.2.3 Nucleophile Addition an elektrophile CC-Doppelbindungen |
145 |
|
|
51.2.4 Oxo-Enol-Tautomerie |
146 |
|
|
51.2.5 Cyclisierungen |
147 |
|
|
52 Phenole |
148 |
|
|
52.1 Nomenklatur |
148 |
|
|
52.2 Mesomerie, Acidität, Vergleich mit Alkoholen |
148 |
|
|
52.3 Herstellung |
149 |
|
|
52.3.1 HOCK-Prozess (Synthese von Phenol und Aceton aus Cumen) |
149 |
|
|
52.3.2 Hydrolyse substituierter Chlorbenzene |
149 |
|
|
52.3.3 Katalytische Oxidation von Methylaromaten |
149 |
|
|
52.3.4 Alkalischmelze von Arensulfonaten |
150 |
|
|
52.3.5 Hydrolyse von Arendiazonium-Salzen |
150 |
|
|
52.4 Typische Reaktionen |
150 |
|
|
52.4.1 Veretherung (WILLIAMSON-Synthese) |
150 |
|
|
53.4.2 Veresterung und FRIES-Umlagerung |
150 |
|
|
52.4.3 Elektrophile Substitution |
151 |
|
|
52.4.4 Oxidation zu Chinonen und Aroxyl-Radikalen |
151 |
|
|
53 Chinone |
152 |
|
|
53.1 Übersicht und Nomenklatur |
152 |
|
|
53.2 Darstellung |
152 |
|
|
53.2.1 Oxidation von Phenolen und primären aromatischen Aminen |
152 |
|
|
53.2.2 Oxidation polycyclischer Aromaten |
153 |
|
|
53.2.3 Acylierung von Arenen mit Phthalsäureanhydrid |
153 |
|
|
53.3 Reaktionen |
153 |
|
|
53.3.1 Redoxgleichgewicht Chinon-Hydrochinon |
153 |
|
|
53.3.2 Autoxidation der Anthrahydrochinone |
154 |
|
|
53.3.3 Additionen |
154 |
|
|
53.3.4 Elektrophile Substitutionen der benzoiden Ringe |
155 |
|
|
53.3.5 Carbonyl-Reaktionen |
155 |
|
|
54 Organoschwefel-Verbindungen |
156 |
|
|
54.1 Übersicht |
156 |
|
|
54.2 Organoschwefel-Verbindungen mit bivalentem Schwefel |
156 |
|
|
54.2.1 Thiole, Thiophenole, Disulfide |
156 |
|
|
54.2.2 Thioether |
157 |
|
|
54.2.3 Sulfensäure-Derivate |
157 |
|
|
54.2.4 Thioaldehyde, Thioketone |
158 |
|
|
54.2.5 Thiolsäuren, Thionsäuren, Dithiocarbonsäuren |
158 |
|
|
54.3 Verbindungen mit tetra- und hexavalentem Schwefel |
158 |
|
|
54.3.1 Sulfoxide, Sulfone |
158 |
|
|
54.3.2 Sulfinsäuren, Sulfonsäuren |
158 |
|
|
54.3.3 Sulfonsäure-Derivate |
159 |
|
|
55 Kohlensäure-Derivate |
160 |
|
|
55.1 Übersicht |
160 |
|
|
55.2 Kohlensäure-Halogenide |
160 |
|
|
55.2.1 Phosgen |
160 |
|
|
55.2.2 Kohlensäureesterchloride |
160 |
|
|
55.3 Kohlensäureester |
161 |
|
|
55.3.1 Dialkylcarbonate, Dialkyldicarbonate |
161 |
|
|
55.3.2 Carbamidsäure, Urethane |
161 |
|
|
55.4 Harnstoff, Thioharnstoff, Guanidin |
161 |
|
|
55.4.1 Harnstoff |
161 |
|
|
55.4.2 Guanidin und Thioharnstoff |
162 |
|
|
55.5 Dithio- und Trithiokohlensäure-Derivate |
163 |
|
|
56 Heterocumulene |
164 |
|
|
56.1 Übersicht |
164 |
|
|
56.2 Kohlendisulfid |
164 |
|
|
56.3 Isocyanate, Isothiocyanate |
164 |
|
|
56.4 Carbodiimide |
165 |
|
|
57 Umlagerungen |
166 |
|
|
57.1 Anionotrope 1,2-Verschiebungen |
166 |
|
|
57.1.1 Allgemeine Mechanismen (Sextett-Umlagerungen) |
166 |
|
|
57.1.2 1,2-Verschiebungen von C zu C |
167 |
|
|
57.1.3 Verschiebungen von C zu O |
167 |
|
|
57.1.4 1,2-Verschiebungen von C zu N |
167 |
|
|
57.2 Kationotrope 1,2-Verschiebungen über Carbanionen |
168 |
|
|
57.2.1 FAVORSKII-Umlagerung (von C nach C) |
168 |
|
|
57.2.2 STEVENS-Umlagerung (von N nach C) |
168 |
|
|
57.2.3 WITTIG-Umlagerung (von O nach C) |
168 |
|
|
57.3 Umlagerungen an benzoiden Ringen |
169 |
|
|
57.4 Sigmatrope Umlagerungen |
169 |
|
|
58 Polymere, Polymerisation |
170 |
|
|
58.1 Monomere, Oligomere, Polymere |
170 |
|
|
58.2 Vinyl- und Dien-Polymere |
170 |
|
|
58.3 Polyether |
171 |
|
|
58.4 Polyester |
171 |
|
|
58.5 Polyamide |
172 |
|
|
58.6 Polyurethane und Polyharnstoffe |
173 |
|
|
59 Synthesen mit Organosilicium-Verbindungen |
174 |
|
|
59.1 Organosilicium und Organische Verbindungen im Vergleich |
174 |
|
|
59.2 Halogensilane |
174 |
|
|
59.3 Präparative Bedeutung der Trimethylsilyl Verbindungen |
174 |
|
|
59.3.1 Trimethylsilylierung |
174 |
|
|
59.3.2 Synthesen mir Silylenolethern |
174 |
|
|
59.4 Silicone |
175 |
|
|
60 Heteroalicyclen |
176 |
|
|
60.2 Allgemeine Synthesen |
177 |
|
|
60.2.1 Intramolekulare Cyclisierungen |
177 |
|
|
60.2.2 Cycloadditionen |
177 |
|
|
60.2.3 Katalytische Hydrierung von Heteroaromaten |
178 |
|
|
60.3 Reaktionen |
178 |
|
|
60.3.1 Heteroatom als Nucleophil |
178 |
|
|
60.3.2 Ringöffnungen |
179 |
|
|
60.3.3 Ringerweiterungen |
179 |
|
|
61 Monocyclische Fünfring-Heteroaromaten |
180 |
|
|
61.1 Übersicht |
180 |
|
|
61.2 ?-Elektronenüberschuss- Heteroaromaten |
180 |
|
|
61.3 Exemplarische Synthesen |
181 |
|
|
61.3.1 Furan, Pyrrol, Thiophen |
181 |
|
|
61.3.2 Azole |
181 |
|
|
61.4 Typische Reaktionen |
182 |
|
|
61.4.1 Basizität und Acidität des Pyrrols |
182 |
|
|
61.4.2 Elektrophile Substitution |
182 |
|
|
61.4.3 Dien-Reaktionen |
182 |
|
|
61.4.4 Nucleophile Substitutionen |
183 |
|
|
61.4.5 Ringöffnungen |
183 |
|
|
62 Monocyclische Sechsring-Heteroaromaten |
184 |
|
|
62.1 Übersicht |
184 |
|
|
62.2 ?-Elektronenmangel-Heteroaromaten |
184 |
|
|
62.3 Exemplarische Synthesen |
184 |
|
|
62.3.1 Pyridine |
184 |
|
|
62.3.2 Pyrimidine |
185 |
|
|
62.3.3 Pyrylium-Salze |
185 |
|
|
62.4 Typische Reaktionen |
186 |
|
|
62.4.1 Reaktionen am Imino-N-Atom |
186 |
|
|
62.4.2 Nucleophile Substitution |
186 |
|
|
62.4.3 Elektrophile Substitution |
187 |
|
|
62.4.4 CH-Acidität von Methyl-Gruppen |
187 |
|
|
63 Benzo-kondensierte Fünfring-Heteroaromaten |
188 |
|
|
63.1 Übersicht und Nomenklatur |
188 |
|
|
63.2 Exemplarische Synthesen |
188 |
|
|
63.2.1 Benzo[b]furan, Benzo[b]thiophen |
188 |
|
|
63.2.2 Benzo[b]pyrrol |
188 |
|
|
63.2.3 Benzo-1,3-azole |
189 |
|
|
63.2.4 Carbazol |
189 |
|
|
63.3 Typische Reaktionen |
189 |
|
|
63.3.1 Elektrophile Substitutionen |
190 |
|
|
63.3.2 Cycloadditionen |
190 |
|
|
63.3.3 Reaktionen der 2- und 3-Hydroxy-Derivate |
191 |
|
|
64 Benzo-kondensierte Sechsring-Heteroaromaten |
192 |
|
|
64.1 Übersicht |
192 |
|
|
64.2 Exemplarische Synthesen |
192 |
|
|
64.2.1 Chinoline |
192 |
|
|
64.2.2 Isochinoline |
193 |
|
|
64.2.3 Benzopyrylium-Salze |
193 |
|
|
64.3 Typische Reaktionen |
193 |
|
|
64.3.1 Basizität und Reaktionen am Ring-Stickstoff |
193 |
|
|
64.3.2 Katalytische Hydrierung und oxidative Ringöffnung |
194 |
|
|
64.3.3 Nucleophile Additionen |
194 |
|
|
64.3.4 Nucleophile Substitutionen |
194 |
|
|
64.3.5 Elektrophile Substitutionen |
195 |
|
|
64.3.6 CH-Acidität von Methyl-Gruppen |
195 |
|
|
65 Fusionierte Heteroaromaten |
196 |
|
|
65.1 Heterobicyclen mit Stickstoff als Brückenkopf |
196 |
|
|
65.2 Purine |
196 |
|
|
65.2.1 Übersicht |
196 |
|
|
65.2.2 Purin-Synthesen |
197 |
|
|
65.3 Pteridine |
198 |
|
|
65.3.1 Übersicht |
198 |
|
|
65.3.2 Pteridin-Synthesen |
198 |
|
|
66 Lichtabsorption, Farbe, Farbstoffe, Pigmente |
200 |
|
|
66.1 Lichtabsorption und Farbe |
200 |
|
|
66.2 Farbstoffe und Pigmente |
201 |
|
|
66.3 Farbstoff-Typen |
202 |
|
|
66.3.1 Bauprinzip am Beispiel der Azofarbstoffe |
202 |
|
|
66.3.2 Polymethin-Farbstoffe |
202 |
|
|
66.3.3 Triarylmethin Farbstoffe |
203 |
|
|
66.3.4 Carbonyl-Farbstoffe |
203 |
|
|
67 Porphyrinoide |
204 |
|
|
67.1 Porphyrine und Phthalocyanine als Polyaza[18]annulene |
204 |
|
|
67.2 Porphyrinoide in Blut und Chloroplasten |
204 |
|
|
67.2.1 Häm |
204 |
|
|
67.2.2 Chlorophyll |
205 |
|
|
68 Aminosäuren |
206 |
|
|
68.1 Übersicht |
206 |
|
|
68.2 Herstellung |
207 |
|
|
68.3 Nachweisreaktion |
207 |
|
|
69 Peptide, Proteine |
208 |
|
|
69.1 Aminosäuresequenz der Peptide und Proteine |
208 |
|
|
69.2 Biologische Funktion |
208 |
|
|
69.3 Struktur der Proteine |
208 |
|
|
69.4 Prinzip der Peptid-Synthese |
209 |
|
|
69.4.1 Schutzgruppen |
209 |
|
|
69.4.2 Carboxy-Aktivierung |
210 |
|
|
69.4.3 Peptid-Kupplung |
211 |
|
|
70 Alkaloide |
212 |
|
|
70.1 Biologische Herkunft, Bedeutung, Bezeichnung |
212 |
|
|
70.2 Alkaloid-Wirkstoffe |
212 |
|
|
71 Kohlenhydrate: Aldosen und Ketosen |
214 |
|
|
71.1 Aldosen |
214 |
|
|
71.2 Ketosen |
214 |
|
|
71.3 Cyclohalbacetale, Cyclohalbketale: Pyranosen und Furanosen |
215 |
|
|
71.4 Mutarotation |
216 |
|
|
71.5 Typische Reaktionen |
216 |
|
|
71.5.1 Glycosidierungen |
216 |
|
|
71.5.2 O-Alkylierung, O-Acylierung |
217 |
|
|
71.5.3 Reduktion und Oxidation |
217 |
|
|
72 Kohlenhydrate: Oligo- und Polysaccharide |
218 |
|
|
72.1 Oligosaccharide |
218 |
|
|
72.2 Polysaccharide |
219 |
|
|
73 Nucleinsäuren: DNA und RNA |
220 |
|
|
73.1 Nucleotide, Nucleoside, Nucleobasen |
220 |
|
|
73.2 Basenpaarung und Doppelhelix der DNA |
221 |
|
|
74 Lipide |
222 |
|
|
74.1 Übersicht |
222 |
|
|
74.2 Fettsäuren, Fette, Seifen |
222 |
|
|
74.2.1 gesättigte und ungesättigte Fettsäuren |
222 |
|
|
74.2.2 Wachse, Seifen, Bio-Diesel |
223 |
|
|
75 Polyketide |
224 |
|
|
75.1 Polyketid-Weg |
224 |
|
|
75.2 Ausgewählte Polyketide |
224 |
|
|
76 Terpene |
226 |
|
|
76.1 Übersicht, Isopren-Regel |
226 |
|
|
76.2 Vorkommen, Bedeutung |
227 |
|
|
76.3 Ausgewählte Terpene (Aromen, Düfte, Wirkstoffe) |
227 |
|
|
76.3.1 Hemi- und Monoterpene |
227 |
|
|
76.3.2 Sesquiterpene |
228 |
|
|
76.3.3 Diterpene |
228 |
|
|
76.3.4 Triterpene |
229 |
|
|
76.3.5 Tetraterpene (Carotenoide) |
229 |
|
|
76.3.6 Polyterpene |
229 |
|
|
77 Steroide |
230 |
|
|
77.1 Übersicht, Ringverknüpfung |
230 |
|
|
77.2 Cholesterol |
230 |
|
|
77.3 Gallensäuren |
230 |
|
|
77.4 Steroidhormone |
231 |
|
|
78 Selektivität und Spezifität organischer Reaktionen |
232 |
|
|
78.1 Chemoselektivität |
232 |
|
|
78.2 Regioselektivität |
232 |
|
|
78.3 Stereoselektivität |
233 |
|
|
78.4 Stereospezifität |
234 |
|
|
79 Prochiralität, Enantioselektivität |
236 |
|
|
79.1 Prochiralität tetraedrischer C-Atome |
236 |
|
|
79.2 Prochiralität trigonaler C-Atome |
236 |
|
|
79.3 Enantioselektivität |
236 |
|
|
80 Syntheseplanung |
238 |
|
|
80.1 Retrosynthetische Zerlegungen |
238 |
|
|
80.2 Retrons und Synthons |
238 |
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80.3 Ausgewählte Synthesepläne |
240 |
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80.3.1 2-Ethyl-2-hexenal |
240 |
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80.3.2 Diethyl 2,4-dioxoheptanoat |
240 |
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80.3.3 2-(4-Isobutylphenyl)propansäure |
241 |
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80.3.4 ?9-Tetrahydrocannabinol |
241 |
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81 Aspekte der Molekülstruktur |
242 |
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81.1 Summenformel |
242 |
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81.2 Konstitution |
242 |
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81.3 Konformation |
242 |
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81.4 Relative Konfiguration |
243 |
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81.5 Absolute Konfiguration |
243 |
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82 Massenspektrometrie |
244 |
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82.1 Massenspektrum |
244 |
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82.2 Basis-Ion, Molekül-Ion |
244 |
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82.3 Fragment-Ionen und Konstitution |
245 |
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83 IR-Spektroskopie |
246 |
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83.1 IR-Spektrum |
246 |
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83.2 Molekülschwingungen |
246 |
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83.3 Identifizierung funktioneller Gruppen |
247 |
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84 Kernmagnetische Resonanz: Protonen-NMR |
248 |
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84.1 Kernmagnetische Resonanz |
248 |
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84.2 Chemische Verschiebung |
248 |
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84.3 NMR-Spektrum und Integral |
249 |
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84.4 Signalmultipletts und Kopplungskonstanten |
249 |
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84.4.1 Signalmultipletts |
249 |
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84.4.2 Kopplungskonstanten und relative Konfiguration |
250 |
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85 Kernmagnetische Resonanz: Kohlenstoff-13-NMR |
252 |
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85.1 Kohlenstoff-13 als NMR-Sonde |
252 |
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85.2 Kohlenstoff-13-Verschiebungen |
252 |
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85.3 CH-Kopplung und Detektion von CH-Multipletts |
253 |
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86 Kernmagnetische Resonanz: zweidimensional |
254 |
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86.1 Homonukleare Korrelationsspektroskopie |
254 |
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86.1.1 Protonen-Protonen- Verschiebungskorrelation (HH-COSY) |
254 |
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86.1.2 Kohlenstoff-Kohlenstoff- Verschiebungskorrelation |
254 |
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86.2 Heteronukleare Verschiebungskorrelation (CH-Korrelation) |
255 |
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Bearbeitung der Fragen |
256 |
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Sachverzeichnis |
301 |
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EULA |
323 |
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Periodensystem |
320 |
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Nachschlagewerke, aktuelle Informationsquellen |
322 |
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