Aldolreaktionen

Aldolreaktionen sind Kondensationsreaktionen zwischen Carbonylverbindungen, die ein β-Hydroxycarbonyl-Verbindung (das Aldol) bilden. Sie finden unter basischen oder sauren Bedingungen statt, wobei mindestens eine Substanz eine aktivierte alpha-Position besitzt (Enol- oder Enolatbildung). Selbst- oder Cross-Aldolreaktionen kommen vor, wobei zwei gleiche oder zwei unterschiedliche Carbonylverbindungen miteinander reagieren.

Der Mechanismus umfasst zunächst die Bildung eines Enolats oder Enols, das als Nukleophil auf die Carbonylgruppe eines zweiten Moleküls angreift. Es entsteht ein Alkoxid, das nach Protone transfer zu einer β-Hydroxycarbonylverbindung führt. Unter weiteren Bedingungen kann diese Verbindung durch Dehydratisierung zu einem α,β-unsaturated Carbonylsystem verdichtet werden. Die Reaktion ist sensitiv gegenüber Reaktionsbedingungen, Temeperatur und Substratspezifität, weshalb Stereochemie und Regioselektivität oft kontrolliert werden müssen.

Varianten der Reaktion umfassen Self- und Cross-Aldolreaktionen, intramolekulare Aldolreaktionen und anschließende Ringbildungen wie die Robinson-Annulation. Enantioselektive Aldolreaktionen lassen sich durch chirale Basen, Enamine-Katalyse oder andere organische oder anorganische Katalysatoren steuern. Neben Base- oder Säurekatalyse kommen auch Lewis-Säuren oder biokatalytische Systeme zum Einsatz.

Anwendungen finden sich in der Synthetik zur Bildung von 1,3-Diketon-Verbindungen, komplexen Ringstrukturen und in der Biosynthese, wo Aldolreaktionen von Enzymen wie Aldolasen katalysiert werden. Typische Beispiele umfassen die Bildung von 3-Hydroxycarbonylverbindungen aus Aldehyden oder Ketonen, gefolgt von Dehydratisierung zu α,β-ungesättigten Carbonylverbindungen.

Historisch gehören Aldolreaktionen zu den wichtigsten Methoden zur C-C-Verknüpfung in der organischen Synthese und haben breite Anwendungen in der Herstellung von Naturstoffen, Duftstoffen und pharmazeutischen Vorstufen. Retrodol- oder Retro-Aldol-Reaktionen können unter geeigneten Bedingungen reversibel sein.