Alkinsäuren (auch Alkincarbonsäuren) sind aliphatische Carbonsäuren, die neben der Carboxygruppe (–COOH) eine C-C-Dreifachbindung enthalten. Unsubstituierte Alkinsäuren mit nur einer Dreifachbindung haben die allgemeine Summenformel CnH2n−3COOH (n = 2, 3, 4, …).
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Der einfachste Vertreter ist die Propiolsäure. Diese liegt bei Raumtemperatur in flüssiger Form vor,[1] während es sich bei den Alkinsäuren ab der Tetrolsäure um Feststoffe handelt.[2]
In diversen Pflanzenfamilien kommen Fettsäuren vor, die Dreifachbindungen enthalten. Dazu gehört die Taririnsäure, die 1892 zum ersten Mal isoliert wurde und das erste natürliche Alkin war, dessen Struktur aufgeklärt wurde.[3] Weitere natürliche Alkin-Fettsäuren sind die im Isanoöl vorkommende Isansäure[4], die Crepeninsäure, die in Korbblütlern vorkommt[5] und Ximeninsäure, die in der Ordnung der Sandelholzartigen vorkommt.[6][7] Auch in Pilzen finden sich unter den Metaboliten Alkinsäuren wie Mycomycin[8] und Diatretin II.[9]
Taririnsäure
Isansäure
Crepeninsäure
Mycomycin
Alkinsäuren lassen sich durch Dehydrohalogenierung von Dibromalkansäuren herstellen. So erhält man durch Bromierung der 4-Pentensäure in Kohlenstoffdisulfid die 4,5-Dibrompentansäure, aus der mit Kaliumhydroxid in Ethanol durch Eliminierung von Bromwasserstoff die 4-Pentinsäure[10] entsteht.[11]
Alkinsäuren können außerdem durch die Carboxylierung terminaler Alkine erzeugt werden, beispielsweise mit Silber-Katalysatoren unter Kohlendioxid-Atmosphäre.[12][13] Arylalkinsäuren können ausgehend von Propiolsäure durch eine Sonogashira-Kupplung mit dem Katalysator Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) hergestellt werden.[14]
Alkinsäuren können durch Cyclisierung einfach in Lactone überführt werden. Je nach Position der Dreifachbindung ergeben sich unterschiedliche Ringgrößen: Fünfringe mit γ-Alkinsäuren, Sechsringe mit δ-Verbindungen und Siebenringe mit ε-Verbindungen. Dabei entsteht aus der Dreifachbindung meist eine exoxyclische Doppelbindung.[15][16][17] Eine solche Reaktion gelingt beispielsweise mit einem Gold-Katalysator[15], einem Palladium-Katalysator[17][18], einem Rhodium-Katalysator[19] oder mit Nickel-Molybdän-Komplexen von Cyclooctadien.[16]
Alkinsäuren können auch in verschiedenen decarboxylierenden Kupplungsreaktionen verwendet werden, bei denen die Säuegruppe abgespalten und C-C-Bindungen aufgebaut werden.[14] Als Kupplungspartner unter Palladiumkatalyse eignen sich unter anderem Arylhalogenide und Alkyliodide.[14][20] Auch die Bildung von Eninen über eine Heck-ähnliche Reaktion ist möglich.[21] Auch durch Nickel und Kupfer katalysierte decarboxylierende Kupplungsreaktionen von Alkinsäuren bekannt.[14] So können beispielsweise unter sehr milden Bedingungen Alkinphosphonate hergestellt werden.[22] α-Alkinsäuren können durch katalytische Decarboxylierung in terminale Alkine überführt werden.[23]
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