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Die '''Weiss-Reaktion''' ist eine [[Namensreaktion]] aus dem Bereich der [[Organische Chemie|Organischen Chemie]] zur [[Synthese (Chemie)|Synthese]] [[Polycyclen|bicyclischer]] [[Diketone]]. Die Reaktion ist benannt nach ihrem Entdecker [[Ulrich Weiss (Chemiker)|Ulrich Weiss]] (1908–1989).<ref>{{Literatur |Autor=Louis Harris, Ph.D. |Hrsg=National Institute on Drug Abuse |Titel=Problems of Drug Dependence 1990, Proceeding of the 52nd Annual Scientific Meeting, The Committee on Problems of Drug Dependence, Inc. |Sammelwerk=National Institute on Drug Abuse Researches 105 |Verlag=Alcohol, Drug Abuse and Mental Health Administration |Datum=1991 |Seiten=130 |Kommentar=DHHS Publication No. (ADM) 91-1753}}</ref> Da es sich bei der Weiss-Reaktion um eine [[Kondensationsreaktion]] handelt und Weiss zusammen mit seinem Studenten [[James M. Cook (Chemiker)|James M. Cook]] (* 1945)<ref>{{Webarchiv |url=http://alchemy.chem.uwm.edu/research/cook/ |text=University of Wisconsin-Milwaukee |wayback=20131216190917 }}</ref> an der Synthese von bicyclischen Diketonen gearbeitet hat, kommen in der Literatur die Bezeichnungen ''Weiss-Cook-Kondensation'', ''Weiss-Cook-Reaktion'' und ''Weiss-Cook-Prozess'' vor.<ref>{{Literatur |Autor=Zerong Wang |Titel=Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2009 |ISBN=978-0-471-70450-8 |Seiten=2968–2973}}</ref> Die Reaktion zeichnet sich durch die Bildung von vier Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen und den Einsatz von einfachen [[Edukt|Edukten]], die zu komplizierten Produkten reagieren, aus.<ref name="ReferenceA">{{Literatur |Autor=T. Laue, A. Plagens |Titel=Namen- und Schlagwort-Reaktionen der Organischen Chemie |Auflage=5. |Verlag=B. G. Teubner |Ort=Wiesbaden |Datum=2006 |ISBN=3-8351-0091-2 |Seiten=339–341}}</ref>

== Übersichtsreaktion ==
Bei der Weiss-Reaktion handelt es sich um eine [[Teilreaktion|Reaktionskette]] von zwei [[Aldolreaktion]]en gefolgt von zwei [[Michael-Reaktion]]en. Aus einer 1,2-Dicarbonylverbindung und zwei Äquivalenten [[Acetondicarbonsäure|3-Oxoglutarsäure]][[Carbonsäureester|diestern]] (z. B. 3-Oxoglutarsäuredimethylester) entsteht in basischer oder schwach sauren Pufferlösung ein ''cis''-Bicyclo[3.3.0]octan-3,7-dion.<ref>{{Literatur |Autor=S. Yang-Lan, M. Mueller-Johnson, J. Oehldrich, D. Wichmann, J. M. Cook, U. Weiss |Titel=Reactions of Dicarbonyl Compounds with Dimethyl β-Ketoglutarate. 4. Formation of 1:1 Adducts |Sammelwerk= [[J. Org. Chem.]] |Band=41 |Nummer=26 |Datum=1976 |Seiten=4053–4054 |DOI=10.1021/jo00888a001}}</ref>

[[Datei:Weiss overview V2.svg|rahmenlos|zentriert|600px|Übersichtsreaktion]]

In der Übersichtsreaktion ist die 1,2-Dicarbonylverbindung symmetrisch. Wenn stattdessen, wie im Beispiel unten, eine unsymmetrische 1,2-Dicarbonylverbindung als Edukt eingesetzt wird, entsteht als Produkt ein Bicyclus mit zwei verschiedenen Resten R (H, [[Organylgruppe]] wie z. B. [[Alkylgruppe]]).<ref name="Mundy">Bradford P. Mundy, Michael G. Ellert, Frank G. Favaloro, Jr.: ''Name Reactions in Organic Synthesis'', Wiley & Sons, 2. Auflage, 2005, ISBN 0-471-22854-0, S. 682–683.</ref>

== Reaktionsmechanismus ==
Der Mechanismus<ref>{{Literatur |Autor=R. Mitschka, J. Oehldrich, K. Takahashi, J. M. Cook, U. Weiss, J. V. Silverton |Titel=General Approach for the Synthesis of Polyquinanes. Facile Generation of molecular Complexity via Reaction of 1,2-Dicarbonyl Compounds with Dimethyl 3-Ketoglutarate |Sammelwerk= [[Tetrahedron Letters]] |Band=37 |Nummer=25 |Datum=1981 |Seiten=4521–4524 |DOI=10.1016/j.bbr.2011.03.031}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Zerong Wang |Titel=Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2009 |ISBN=978-0-471-70450-8 |Seiten=2971}}</ref><ref>{{Literatur |Autor=Jie Jack Li |Titel=Name Reactions — A Collestion of Detailed Mechanisms and Synthetic Applications |Auflage=4. |Verlag=Springer |Ort=Berlin Heidelberg |Datum=2009 |ISBN=978-3-642-01052-1 |Seiten=568–569}}</ref> ist noch nicht vollständig bewiesen, kann aber wie folgt diskutiert werden:
Zuerst erfolgt eine [[Molekular|'''inter'''molekulare]] [[Aldoladdition]] des 3-Oxoglutarsäuredimethylesters '''1''' an die 1,2 Dicarbonylverbindung '''2''', wobei in diesem Fall R<sup>1</sup> = R<sup>2</sup> = H gilt. Es entsteht ein Aldol '''3'''. Die daran anschließende '''intra'''molekulare Aldoladdition hat ein ringförmiges Intermediat '''4''' zur Folge.<ref name="ReferenceA" />

[[Datei:Weiss reaction, Aldol addition.svg|1000px|zentriert|Mechanismus der Weiss-Reaktion, inter- und intramolekulare Aldoladditionen]]

Nach einer [[Protonierung]] und zweimal durchgeführten [[Dehydratisierung (Chemie)|Dehydratisierung]] kann das zweite Äquivalent des 3-Oxoglutarsäuredimethylesters durch eine '''inter'''molekulare Michael-Reaktion (1. Michael-Addition) mit dem Zwischenprodukt '''5''' verknüpft werden. Es folgt unmittelbar eine '''intra'''molekulare Michael-Reaktion (2. Michael-Addition),<ref>{{Literatur |Autor=T. Laue, A. Plagens |Titel=Namen- und Schlagwort-Reaktionen der Organischen Chemie |Auflage=5. |Verlag=B. G. Teubner |Ort=Wiesbaden |Datum=2006 |ISBN=3-8351-0091-2 |Seiten=339–340}}</ref> durch die das ''cis''-Bicyclo[3.3.0]octan-3,7-dion '''6''' entsteht.

[[Datei:Weiss reaction mechanism, Michael addition.svg|850px|zentriert|Mechanismus der Weiss-Reaktion, inter- und intramolekulare Michael-Additionen]]

Die vier Estergruppen des Produkts können durch [[saure Hydrolyse]] und anschließender [[Decarboxylierung]] entfernt und somit durch Wasserstoffatome ersetzt werden.<ref>{{Literatur |Autor=Zerong Wang |Titel=Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2009 |ISBN=978-0-471-70450-8 |Seiten=2968–2971}}</ref>

=== Stereochemie ===
Bei dieser Reaktion entstehen nur [[Cis-trans-Isomerie|''cis''-Isomere]], da sie bei der Abfolge von thermodynamischen Gleichgewichten um 25,5 kJ/mol stabiler sind als die [[Cis-trans-Isomerie|''trans''-Isomere]].<ref>{{Literatur |Autor=Zerong Wang |Titel=Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents |Verlag=John Wiley & Sons |Datum=2009 |Seiten=2968–2969}}</ref>

== Beispiel ==
In einem Beispiel reagieren zwei Äquivalente des 3-Oxoglutarsäuredimethylesters mit [[1,2-Cyclopentandion]] – einer cyclischen 1,2-Dicarbonylverbindung – zu einem komplexen Ringsystem:

[[Datei:Weiss reaction with cyclic dicarbonyl compound 3.svg|rahmenlos|zentriert|600px|Weiss-Reaktion am Beispiel einer cyclischen 1,2-Dicarbonylverbindung]]

Statt 1,2-Cyclopentandion können auch viele andere [[Acyclische Verbindungen|acyclische]], cyclische oder bicyclische 1,2-Dicarbonylverbindungen in der Weiss-Reaktion als Edukt eingesetzt werden.<ref>{{Literatur |Autor=S. Yang-Lan, M. Mueller-Johnson, J. Oehldrich, D. Wichmann, J. M. Cook, U. Weiss |Titel=Reactions of Dicarbonyl Compounds with Dimethyl β-Ketoglutarate. 4. Formation of 1:1 Adducts |Sammelwerk= [[J. Org. Chem.]] |Band=41 |Nummer=26 |Datum=1976 |Seiten=4053 |DOI=10.1021/jo00888a001}}</ref>

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=Jie Jack Li
|Titel=Name Reactions for Carbocyclic Ring Formations
|Verlag=Wiley
|Ort=New Jersey
|Datum=2010
|ISBN=978-0-470-08506-6
|Sprache=en}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Namensreaktion]]
[[Kategorie:Aldolreaktion]]

Weiss-Reaktion - Versionsgeschichte

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