Wikipedia · einfach zusammengefasst · Stand
Hinsberg-Trennung
Die Trennung ist ein Verfahren in der organischen Chemie, um primäre, sekundäre und tertiäre Amine zu trennen oder in der qualitativen organischen Analyse zu …
Inhalt5 Abschnitte
Grundidee und Zweck
Die Hinsberg-Trennung, auch Hinsberg-Reaktion genannt, ist ein Verfahren der organischen Chemie. Es dient dazu, primäre, sekundäre und tertiäre Amine voneinander zu trennen oder sie in der qualitativen organischen Analyse zu identifizieren. Benannt ist sie nach dem deutschen Chemiker Oscar Hinsberg.
Amine sind organische Verbindungen, die ein Stickstoffatom enthalten. Man unterscheidet primäre, sekundäre und tertiäre Amine danach, wie viele organische Reste am Stickstoff gebunden sind. Bei der Hinsberg-Trennung nutzt man aus, dass diese drei Amintypen unterschiedlich mit Sulfonsäurechloriden reagieren.
Unterscheidung der Amintypen
Ein Gemisch von Aminen wird mit Benzolsulfonsäurechlorid oder seltener mit p-Toluolsulfonsäurechlorid in Gegenwart von Natriumhydroxid umgesetzt. Dabei können Sulfonsäureamide, auch Sulfonamide genannt, entstehen.
Primäre Amine bilden Sulfonsäureamide der Formel R-SO2-NHR. In diesen Produkten ist der am Stickstoff gebundene Wasserstoff acide, also als Proton abspaltbar. Deshalb reagieren diese Sulfonsäureamide mit Natronlauge zu wasserlöslichen Natriumsalzen.
Sekundäre Amine bilden sehr schwer spaltbare Sulfonsäureamide der Formel R-SO2-NR2. Diese Produkte besitzen kein acides Wasserstoffatom am Stickstoff. Sie können durch Natronlauge nicht deprotoniert werden und sind daher in Wasser unlöslich.
Tertiäre Amine reagieren nicht mit dem Sulfonsäurechlorid. Gerade diese Unterschiede in Reaktion und Löslichkeit ermöglichen die Trennung oder Unterscheidung der Amine.
Reaktionsablauf
Ein möglicher Reaktionsmechanismus wird von Zerong Wang in Comprehensive Organic Name Reactions and Reagents beschrieben. Das Beispiel verwendet Benzolsulfonsäurechlorid und ein primäres Amin.
Im ersten Schritt greift das Amin das Schwefelatom des Benzolsulfonsäurechlorids an. Dadurch entsteht ein Zwischenprodukt. Aus diesem Zwischenprodukt spaltet sich ein Chlorid-Ion ab. Anschließend greift dieses Chlorid-Ion am Anion des Zwischenprodukts an. Unter Abspaltung von Chlorwasserstoff entsteht schließlich ein Benzolsulfonsäureamid.
Synthese sekundärer Amine
Neben der analytischen Unterscheidung von primären, sekundären und tertiären Aminen kann die Hinsberg-Reaktion auch zur gezielten Synthese sekundärer Amine aus primären Aminen verwendet werden.
Dazu wird zunächst aus Benzolsulfonsäurechlorid und einem primären Amin ein Benzolsulfonsäureamid gebildet. Dieses kann durch Zugabe einer Base unter Wasserabspaltung deprotoniert werden. Gibt man anschließend ein Halogenalkan der Form R-X hinzu, entsteht durch eine nukleophile Substitution ein weiteres Benzolsulfonsäureamid. Durch Hydrolyse lassen sich daraus Benzolsulfonsäure und das gewünschte sekundäre Amin erhalten.
Grenzen des Verfahrens
Die beschriebene Synthese sekundärer Amine aus primären Aminen ist ein reines Laborverfahren. Ein wichtiger Nachteil ist die schlechte Atomökonomie: Bei der Reaktion entstehen stöchiometrische Mengen an Abfallprodukten, unter anderem Benzolsulfonsäure. Das bedeutet, dass ein erheblicher Teil der eingesetzten Stoffe nicht im gewünschten Produkt landet.