Hinsberg-Trennung

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Sulfonsäureamide
Sec-Sulfonicacid Amide Structure V.1.svg
Sulfonsäureamid eines primären Amins, R1 ist bei der Hinsberg-Trennung ein Aryl-Rest (Phenyl- oder 4-Methylphenyl-) und R2 ist ein Organyl-Rest (Alkyl-Rest, Aryl-Rest, Arylalkyl-Rest etc.).
Tert-Sulfonicacid Amide Structure V.1.svg
Sulfonsäureamid eines sekundären Amins, R1 ist bei der Hinsberg-Trennung ein Aryl-Rest (Phenyl- oder 4-Methylphenyl-), R2 und R3 sind gleiche oder verschiedene Organyl-Reste (Alkyl-Reste, Aryl-Reste, Arylalkyl-Reste etc.).

Die Hinsberg-Trennung, auch Hinsberg-Reaktion genannt, ist nach dem deutschen Chemiker Oscar Hinsberg benannt. Die Trennung ist ein Verfahren in der organischen Chemie, um primäre, sekundäre und tertiäre Amine zu trennen oder in der qualitativen organischen Analyse zu deren Identifikation.[1][2]

Anwendung[Bearbeiten]

Die Umsetzung eines Amingemisches mit Benzolsulfonsäurechlorid[3] (oder – seltener – p-Toluolsulfonsäurechlorid[4]) in Gegenwart von Natriumhydroxid führt zur Bildung der entsprechenden Sulfonsäureamide (Sulfonamide). Die Amine reagieren dabei wie folgt:

  • Primäre Amine bilden Sulfonsäureamide der Formel R-SO2-NHR, in denen der am Stickstoff gebundene Wasserstoff acide ist. Diese Sulfonsäureamide sind also Säuren und bilden nach der Reaktion mit Natronlauge in Wasser lösliche Natriumsalze.
Hinsberg Reaktion
  • Sekundäre Amine bilden sehr schwer spaltbare Sulfonsäureamide der Formel R-SO2-NR2. Diese Produkte enthalten kein acides Wasserstoffatom, können also durch Natronlauge nicht deprotoniert werden und sind somit in Wasser unlöslich.
Hinsberg Reaktion
  • Tertiäre Amine reagieren nicht mit dem Sulfonsäurechlorid.

Das unterschiedliche Verhalten der Amine ermöglicht so deren Trennung beziehungsweise Unterscheidung.

Reaktionsmechanismus[Bearbeiten]

Einen möglichen Reaktionsmechanismus der dem Verfahren zugrunde liegt, beschreibt Zerong Wang in dem Buch Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents.[5]

Hinsberg Reaktion

Im vorliegenden Beispiel werden Benzolsulfonsäurechlorid sowie ein primäres Amin verwendet. Im ersten Reaktionsschritt greift das Amin am Schwefelatom des Benzolsulfonsäurechlorids an. Es bildet sich das Zwischenprodukt 1. Aus diesem spaltet sich ein Chlorid-Ion ab, welches im nächsten Schritt am Anion 2 angreift. Unter Abspaltung von Chlorwasserstoff bildet sich ein Benzolsulfonsäureamid.

Weitere Anwendungen[Bearbeiten]

Neben der analytischen Unterscheidung von primären, sekundären und teriären Aminen eignet sich das Verfahren ebenfalls zur gezielten Synthese sekundärer Amine aus primären Aminen:[5]

Hinsberg Reaktion

Das aus der Umsetzung von Benzolsulfonsäurechlorid und einem primären Amin erhaltene Benzolsulfonsäureamid 3 lässt sich durch Zugabe einer Base unter Wasserabspaltung deprotonieren. Gibt man ein Halogenalkan (R–X) hinzu zu bildet sich durch eine nukleophile Substitution das Benzolsulfonsäureamid 4. Aus diesem lässt sich mittels Hydrolyse Benzolsulfonsäure und das gewünschte sekundäre Amin darstellen.

Kritik[Bearbeiten]

Bei dem beschriebenen Verfahren zur Synthese sekundärer Amine aus primären Aminen handelt es sich um ein reines Laborverfahren. Aufgrund des Vorkommens stöchiometrischer Mengen Abfallprodukte weißt dieses Verfahren eine schlechte Atomökonomie auf.[1][5]

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. a b O. Hinsberg: Ueber die Bildung von Säureestern und Säureamiden bei Gegenwart von Wasser und Alkali, in: Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1890, 23, 2962–2965; doi:10.1002/cber.189002302215.
  2. O. Hinsberg, J. Kessler: Ueber die Trennung der primären und secundären Aminbasen, in: Ber. Dtsch. Chem. Ges. 1905, 38, 906–911; doi:10.1002/cber.190503801161.
  3. Hans Beyer und Wolfgang Walter: Organische Chemie, S. Hirzel Verlag, Stuttgart, 1984, Seite 161, ISBN 3-7776-0406-2.
  4. Siegfried Hauptmann: Organische Chemie, 2. Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 493, ISBN 3-342-00280-8.
  5. a b c  Zerong Wang: Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents. John Wiley & Sons, New Jersey 2009, ISBN 978-0-471-70450-8, S. 1419–1421.