VO Organische Chemie in der molekularen Biologie I

VO Organische Chemie I 13. Stereoisomerie, Teil 2: Chiralität
• Allene wie das Propadien, dessen Substituenten in verschiedenen Ebenen liegen.
• Spirane, bei denen zwei Ringe ein C-Atom teilen und aufeinander normal stehen.
• Sechs kondensierte Benzolringe, die eine wendeltreppenartige Struktur bilden.
Rechts- und linkspolarisiertes Licht ist im Prinzip auch ein physikalisches chirales Phänomen.
Die Erklärung dafür, dass ein chiraler Stoff die Ebene des linear polarisierten Lichts dreht,
liegt darin, dass das linear polarisierte Licht als Überlagerung einer rechts- und eines
linkspolarisierten Welle dargestellt werden kann.
Die Experimente zeigen, dass chirale Stoffe für rechts- und linkspolarisiertes Licht eine
unterschiedliche Brechzahl haben (d.h. die Ausbreitungsgeschwindigkeit von rechts- und
linkspolarisiertem Licht ist verschieden); dadurch wird seine Ebene gedreht.
13.6 Racemat
Ein Racemat ist eine äquimolare Mischung zweier Enantiomere, d.h. aus 50 % D/R-Isomer
und 50 % L/S-Isomer. Egal in welchen Zustand es vorliegt, zeigt es keine optische Aktivität,
weil sich die beiden Enantiomere in ihrer Aktivität kompensieren.
Bei Synthese einer chiralen Verbindung aus nicht chiralen Edukten unter Verwendung nicht
chiraler Hilfsstoffe entsteht immer ein Racemat
z.B. entsteht bei der katalytischen Hydrierung von Butanon an der C=O-Doppelbindung ein
Gemisch von S-2-Butanol und R-2-Butanol im Verhältnis 1:1.
Der Wasserstoff hat die Möglichkeit, das Molekül von hinten oder von vorne anzugreifen;
diese beiden Möglichkeiten treten mit je einer Wahrscheinlichkeit von 50 % auf.
H2
C2H5
C
O
CH3
H2
Wird das Racemat eines kristallinen Stoffes A(+)A(–) langsam eingedampft, der in einer
wässrigen oder alkoholischen Flüssigkeit gelöst vorliegt, bildet sich ein Kristallgitter; beim
Auskristallisieren können zwei Fälle auftreten:
1. Die zwischenmolekularen Kräfte zwischen A(+) und A(–) sind stärker: Das
Kristallgitter besteht abwechselnd aus A(+) und A(–) (symbolisch: A(+)/A(–))
=> racemische Verbindung (ugs. Racemat)
H
C2H5
C
- 71 -
CH3
OH
50 % : 50 %
C2H5
OH
C
CH3
H