6. Prochiralität und Topizität - Online Media Server

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Weitere Beispiele zur pro-Chiralität: 1 Methylmalonsäure wird durch eine chemische Transformation an einer der beiden Carbonsäuren (z.B. Veresterung oder Reduktion) ein chirales Molekül. Die Carbonsäuregruppen sind also prochiral MeOOC H 3C COOH (R)-Methylmalonsäuremethylester H HOOC H 3C COOH H HOOC H 3C COOMe (S)-Methylmalonsäuremethylester Prochiralitätszentren können auch in chiralen Molekülen vorkommen. Nicht das Molekül ist dan pro-chiral sondern nur die Atomgruppierung. Ein weiteres Beispiel für pro-Chiralität ist 2,2-Dichlorbutan, welches durch Substitution eines der Chloratome chiral wird. H 3C H Cl SEt H CH 3 H 3C H Cl Cl H CH 3 H EtS Cl H3C Pro-chirale Gruppen sind in einer achiralen Umgebung nicht zu unterscheiden. In einer chiralen Umgebung hingegen, wie z. B. in einer Enzymtasche können die Atome oder Atomgruppen differenziert werden. Es gilt zu beachten, daß es neben den Prochiralitätszentren auch Prochiralitäts-Achsen und – Ebenen gibt. Sind solche Symmetrieelemente enthalten, liegt ebenfalls eine prochirale Verbindung vor. Das Beispiel Chlorallen unten verdeutlicht den Zusammenhang. Cl H C C C H H D D D H Cl H H H Cl D H pro-P pro-M Bei der Betrachtung von pro-chiralen Gruppen werden die Symmetriebeziehungen von Atomgruppierungen in einem Molekül studiert. Wir wenden hierbei die Topizitätsprinzipie H CH 3
an. Zur Wiederholung. Mit Isomerie beschreiben wir die Symmetriebezieheungen zwischen Moleküle. Moleküle können nach Berzelius zueinander : Konstitutionsisomer sein. Dann unterscheiden sie sich in den Atom-Konektivitäten Konfigurationsisomer sein. Dann sind sie entweder Diastereomere, oder sie verhalten sich wie Bild und Spiegelbild man sagt sie sind enantiomer. Moleküle sind identisch wenn man sie durch einfache Drehung ineinander überführen kann. 6.2 Topizität 6.2.1 Allgemeines Topizität: Wir betrachten nun die Beziehungen von Atomgruppierungen in einem Molekül zueinander (K. Mislow). Die Atomgruppen können zueinander entweder homotop oder heterotop sein. Heterotope Gruppen sind zueinander entweder enantiotop oder diastereotop. Homotope Atome oder Gruppen sind in einer identischen Umgebung sie können nicht voneinander unterschieden werden. Heterotope Atome oder Gruppen haben unterschiedliche Umgebungen. Zur Bestimmung der Topizitätsbeziehungen kann man entweder den Substitutionstest oder den Symmetrietest heranziehen. Das soll im folgenden an Beispielen näher erläutert werden. 6.2.2 Homotope Gruppen und Seiten in Molekülen Zunächst soll das Substitutionskriterium verwendet werden. Durch Ersetzen der einen bzw. der anderen fraglichen Gruppe im Molekül durch einen Platzhalter D erhält man zwei fiktive Moleküle. Sind diese Moleküle identisch, so sind die betrachteten Gruppen homotop. Sind die Moleküle unterschiedlich, so sind die Gruppen heterotop zueinander. Beispiele für homotope Gruppen: In der Malonsäure werden die beiden Methylenprotonen, H 1 und H 2 genannt, durch den Platzhalter D ersetzt. Man erhält zwei fiktive Moleküle, die aber identisch sind, da sie durch einfache Drehung ineinander überführt werden können.
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