Additionsreaktion

Bei einer Additionsreaktion (kurz: Addition) werden zwei Substituenten an Kohlenstoffatome gebunden, indem eine Doppelbindung zwischen den beiden Kohlenstoffatomen geöffnet wird.

Erklärung

Normalerweise handelt es sich um ein Molekül mit einer Doppelbindung oder Dreifachbindung (selten), dass mit einem anderen Molekül reagiert.

Dadurch öffnet sich die Doppelbindung und die beiden Kohlenstoffatome gehen jeweils eine neue kovalente Bindung zu dem Molekül ein. Theoretisch würde sich also ein Molekül aufspalten und an die Doppelbindungen anlagern.

Falls sich ein Wasserstoffatom in dem Molekül befindet, was addiert wird und sich an der Doppelbindung eine unterschiedliche Anzahl an Wasserstoffatomen befindet, dann kann man zwei verschiedene Produkte erhalten:

• Das Markownikow-Produkt (alle Wasserstoffatome an einem Kohlenstoffatom)
• Das Anti-Markownikow-Produkt (Wasserstoffatome an verschiedenen Kohlenstoffatomen)

Falls es sich um ein Molekül mit einer unterschiedliche Anzahl an Wasserstoffatomen handelt, dann

• bildet sich das Markownikow-Produkt wenn sich das Wasserstoffatom an das Kohlenstoffatom mit den meisten Wasserstoffatomen addiert
• bildet sich das Anti-Markownikow-Produkt wenn sich das Wasserstoffatom an das Kohlenstoffatom mit der geringeren Anzahl an Wasserstoffatomen addiert

Beispiele

Addition von Brom

Bei der Addition von Brom an ein 2,3-Dimethylbut-2-en, startet die Doppelbindung einen Angriff auf eins der Bromatome, woraufhin sich ein Bromid-Anion und Bromonium-Kation bildet.

Das neu gebildete Bromid-Anion, greift nun eins der Kohlenstoffatome an, wodurch sich das Produkt bildet.

Markownikow-Produkt

Falls nun ein Substituent verwendet wird, der keine zwei gleichen Reste hat, dann können theoretisch zwei Produkte entstehen.

Wenn man sich die Addition von Bromwasserstoff an 2-Methylprop-1-en anguckt, dann würde zunächst die Doppelbindung den Wasserstoff angreifen wodurch ein Bromid-Anion und ein Carbenium-Ion entsteht.

Das Carbenium-Ion bildet sich immer in der Nähe von anderen Kohlenstoff-Verbindungen, da es dort stabiler ist.

Grund dafür ist, dass die Methylgruppen einen Teil ihrer Elektronendichte an das positive Carbeniumion abgeben können. Allgemein wird das auch als +I-Effekt bezeichnet (positiver induktiver Effekt).

Anschließend greift das Bromid-Anion die positive Ladung an und das Bromid-Anion addiert sich an das andere Kohlenstoffatom.

Dadurch, dass alle Wasserstoffe nun auf einer Seite sind, liegt hier ein Markownikow-Produkt vor.

Anti-Markownikow-Produkt

Das Anti-Markownikow-Produkt kann durch große Reste gebildet werden.

Wenn man wieder das 2-Methylpro-1-en betrachtet und es dieses Mal mit Borhydroxid reagieren lässt, dann lagert sich das Bor-Molekül an der Stelle an, wo mehr Platz ist.

Da das Bor-Molekül noch zwei weitere Wasserstoffatome hat, wiederholt sich der Schritt noch zweimal.

Zum Schluss kann man das Bor mit Wasserstoffperoxid abspalten.

Dadurch haben wir nun ein Anti-Markownikow-Produkt.

Da das Wasserstoffatom auf der Seite ist, wo kein anderes Wasserstoffatom ist.