Protonenzustände und Mechanismus der säurekatalysierten Veresterung

Protonen können in kondensierten Phasen sehr beweglich sein; ihre Verweilzeit an einem Ort ist dann außerordentlich klein. Die Bedeutung der Protonenbeweglichkeit für den Ablauf chemischer Reaktionen wurde am Beispiel der säurekatalysierten Veresterung nach dem üblichen Carbonyl‐Additionsmechanismus erörtert. — Die Eigenschaften der Protonen im System Carbonsäure/Alkohol lassen sich an einem Halbleiter‐Termschema diskutieren. Die große Beweglichkeit der katalysierenden Protonen im Halbleitersystem legt den Schluß nahe, daß die Bildung des Zwischenproduktes der Veresterung in zwei Teilschritten verschiedener Geschwindigkeit abläuft. Im ersten, schnellen Reaktionsschritt wird durch Protonenübertragungen in Wasserstoffbrücken der Übergangszustand der Reaktion erreicht. Die Protonenumordnung verläuft dabei so rasch, daß die schweren Molekülrümpfe ihre räumliche Lage beibehalten (Franck‐Condon‐Prinzip für protonenkatalysierte Reaktionen). Im zweiten, langsameren Reaktionsschritt wird unter Umordnung der schweren Atomgruppen das Zwischenprodukt gebildet. — Der Zerfall des Zwischenstoffs — unter Bildung der Ausgangs‐ oder Endprodukte — vollzieht sich nach einem der Bildung analogen Mechanismus.