Gesamtreaktion
Natriumphenolat + CO₂ (4–7 atm oder mehr), 125 °C, dann H₃O⁺ → Salicylsäure
Phenolat wird mit CO₂ unter Druck in ortho-Stellung carboxyliert.
Namensreaktion · Mechanismus
Kolbe-Schmitt-Reaktion (Kolbe-Reaktion)
Bei der Kolbe-Schmitt-Reaktion (in indischen Lehrplänen oft einfach Kolbe-Reaktion genannt) wird Natriumphenolat unter Druck mit Kohlenstoffdioxid erhitzt. Das zu O⁻ ortho-ständige Ring-C-Atom greift CO₂ an, das Dienon tautomerisiert zurück zum aromatischen Ring, und saure Aufarbeitung liefert Salicylsäure – den industriellen Weg zu Aspirin.
Mechanismus Schritt für Schritt
- Angriff auf CO₂. Das ortho-C-Atom greift an; es bildet sich ein Dienon
- Tautomerisierung. Abgabe des Ring-H stellt die Aromatizität wieder her
- Saure Aufarbeitung. Beide Sauerstoffatome werden protoniert
Jeder Schritt ist Elektron für Elektron geprüft: Die Elektronenpfeile ergeben genau die gezeichneten Strukturen.
Wichtige Punkte
- Industrieller Weg zu Salicylsäure und weiter zu Aspirin.
- Natriumphenolat liefert hauptsächlich das ortho-Produkt; Kaliumphenolat begünstigt para.
- CO₂ ist ein schwaches Elektrophil: Wärme und Druck sind nötig.
- Phenolat ist weit reaktiver als Phenol, weil O⁻ stark Elektronen schiebt.
Prüfungswissen
- Das Phenolat reagiert, nicht das Phenol: O⁻ macht den Ring weit nukleophiler.
- Natriumphenolat liefert hauptsächlich ortho (Salicylsäure); Kaliumphenolat begünstigt bei höherer Temperatur para.
- Salicylsäure + Essigsäureanhydrid → Aspirin (Acetylsalicylsäure).
- Nicht verwechseln mit der Kolbe-Elektrolyse (Carboxylatsalze → Alkane an der Anode).
FAQ
Warum muss Phenol in Phenolat überführt werden?
CO₂ ist ein schwaches Elektrophil. Der negativ geladene Sauerstoff schiebt stark Elektronendichte in den Ring, daher ist nur das Phenolat nukleophil genug für den Angriff.
Was ist das Produkt der Kolbe-Reaktion?
Salicylsäure (2-Hydroxybenzoesäure) nach dem Ansäuern; zuerst bildet sich das Natriumsalz.
Was ist der Unterschied zwischen Kolbe- und Kolbe-Schmitt-Reaktion?
Meist ist dieselbe Reaktion gemeint (Schmitt ergänzte die Druckbedingungen). Die Kolbe-Elektrolyse ist eine andere Reaktion.
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