Experimentelle Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Struktur und Reaktivität

Experimentelle Untersuchungen zum Zusammenhang zwischen Struktur und Reaktivität

Der Zusammenhang zwischen der Struktur einer Verbindung und ihrer Reaktivität ist seit jeher eines der interessantesten Probleme der Chemie. Insbesondere in der organischen Chemie mit ihrer Vielfalt an Verbindungen und Reaktionen haben Untersuchungen zu diesem Thema eine große Bedeutung. Auch Norbert Krause hat Gefallen an diesem Thema gefunden. Louis P. Hammett und Ralph W. Taft gelang es in den von ihnen entwickelten Beziehungen, die elektronenverschiebenden und sterischen Einflüsse von Substituenten und damit den Zusammenhang zwischen der Struktur einer Verbindung und ihrer Reaktivität zu quantifizieren. Darüber hinaus setzten sie diese zu den Gleichgewichts- und Geschwindigkeitskonstanten einer ganzen Reihe von Reaktionen in Beziehung. Diese Beziehungen sind Beispiele für das Linearitätsprinzip Freier Enthalpien (LFE-Prinzip) und werden daher auch als LFE-Beziehungen bezeichnet. Norbert bestimmte nun die Geschwindigkeitskonstanten und Aktivierungsparameter der basischen Hydrolyse der 4-Nitro-phenylester verschiedener Carbonsäuren und wandte die Hammett- und Taft-Beziehung auf diese Daten an. Durch die photometrische Bestimmbarkeit der Konzentration des bei dieser Reaktion entstehenden 4-Nitro-phenolat-Anions ist eine besonders effektive Arbeitsweise möglich. Zudem beschäftigte sich der Jungforscher mit der Problematik dieser Beziehungen, die u. a. in den unterschiedlichen Arten von Substituenteneinflüssen sowie ihrer Abhängigkeit von der Temperatur liegen. Die Daten der basischen Hydrolyse der 4-Nitro-phenylester erwiesen sich dabei als gute Beispiele für diese Problematik, speziell bei ihrer Anwendung auf die Isokinetische Beziehung.