Stereochemie
Wie sich Isomere im räumlichen Bau unterscheiden, wie man Konformationen und Konfigurationen beschreibt und benennt und wie Reaktionen die räumliche Anordnung festlegen.
Summenformel und Konstitution sagen, welche Atome ein Molekül enthält und wie sie verknüpft sind. Die Stereochemie fügt die dritte Ebene hinzu: die räumliche Anordnung dieser Atome. Zwei Moleküle mit identischer Verknüpfung können sich verhalten wie linke und rechte Hand, und ein Enzym oder Rezeptor unterscheidet sie ebenso zuverlässig. Deshalb wirkt ein Enantiomer eines Arzneistoffs oft anders als sein Spiegelbild, und deshalb schreiben Arzneibuchmonographien die Prüfung der optischen Reinheit vor.
Der Aufbau folgt den drei Arten, Isomere zu unterscheiden. Am Anfang stehen die Begriffe und die Symmetrie, an der sich ablesen lässt, ob ein Molekül chiral ist. Danach geht es um Konformationen, also um Formen, die durch bloße Drehung um Einfachbindungen ineinander übergehen. Der Hauptteil behandelt die Konfiguration: zuerst an einem, dann an mehreren Chiralitätszentren, jeweils mit den Nomenklatursystemen, mit denen man sie eindeutig benennt. Darauf bauen Doppelbindungen, Ringe, prochirale Gruppen und Moleküle mit chiraler Achse auf.
Den Abschluss bildet die Frage, wie Reaktionen die Konfiguration erhalten, umkehren oder neu schaffen und wie man Enantiomere trennt und ihre Reinheit angibt. Damit schließt das Kapitel an die Reaktionsmechanismen an und bereitet die Chemie der Kohlenhydrate, Aminosäuren und chiralen Wirkstoffe vor.
Begriffe
Wie man Isomere über Summenformel und Atomverknüpfung einordnet und Konstitutionsisomere …
Isomerie: Strukturebenen und KonstitutionsisomereWie man Stereoisomere in Enantiomere und Diastereomere einteilt, Chiralitätszentren erkennt …
Stereoisomerie, Chiralität und EnantiomereSymmetriebetrachtungen
Welche Symmetrieelemente es gibt, wie man sie in Molekülen findet …
Symmetrieelemente und ChiralitätskriteriumKonformationsisomere
Wie sich Konformere von Konfigurationsisomeren unterscheiden, wie man Newman- und …
Konformere, Projektionen und Klyne-Prelog-NomenklaturWie sich die Energie des n-Butans beim Drehen um die …
Konformationen und Energieprofil des n-ButansEin Chiralitätszentrum
Wie man an Namen und Strukturformeln prüft, ob ein C-Atom …
Chiralitätszentren am Kohlenstoff erkennenWann Stickstoff- und Schwefelatome Chiralitätszentren sind und warum die Stickstoffinversion …
Stickstoff und Schwefel als ChiralitätszentrenWie man mit den CIP-Regeln Prioritäten vergibt und an Keilstrichformeln …
CIP-System und (R)/(S)-NomenklaturWie man Chiralitätszentren als Fischer-Projektion zeichnet, korrekt dreht und Zucker …
Fischer-Projektion und D/L-SystemMehrere Chiralitätszentren
Wie man Chiralitätszentren in großen Molekülen sicher abzählt, mehrere Zentren …
Mehrere Chiralitätszentren und StereoisomerenzahlWie man Diastereomere, Epimere und Anomere zentrumweise unterscheidet, threo und …
Diastereomere, Epimere und AnomereWie meso-Verbindungen trotz mehrerer Chiralitätszentren durch eine innere Spiegelebene achiral …
meso-Verbindungen und WeinsäureDiese Einheit zeigt, wie man Atome mit zwei spiegelbildlich gebauten …
Pseudochiralitätszentren und r/s-Nomenklaturπ-Diastereomere
Wann an einer C=C-Doppelbindung zwei Stereoisomere entstehen, wie man sie …
π-Diastereomere: E/Z-Isomerie an C=C-BindungenWie man (E)/(Z) an Oximen, Iminen und Azoverbindungen bestimmt und …
E/Z-Isomerie an C=N, N=N und AmidbindungenCyclische Verbindungen
Baeyer-, Pitzer- und Prelog-Spannung erklären, warum kleine Ringe energiereich sind …
Ringspannung und Konformationen der CycloalkaneWie der Cyclohexansessel umklappt, warum dabei die Konfiguration erhalten bleibt …
Ringinversion und axiale/äquatoriale SubstituentenWie man an Keilstrich-, Sessel- und Newman-Formeln abliest, ob zwei …
Relative Konfiguration: cis/trans an RingenWie man bei disubstituierten Cyclohexanen aus Substitutionsmuster und cis/trans-Konfiguration abliest …
Konformere disubstituierter CyclohexaneWann disubstituierte Cyclohexane und andere Cycloalkane chiral, achiral oder meso …
Chiralität und meso-Formen disubstituierter CyclohexaneWie man an Drei- bis Fünfringen und an mehrfach substituierten …
Chiralität kleiner und mehrfach substituierter RingeWie man cis- und trans-Decalin unterscheidet, mit der Bredt-Regel Brückenkopf-Doppelbindungen …
Bicyclische Systeme: Decalin und NorbornanProchiralität
Wie man durch gedachte Substitution oder Addition entscheidet, ob gleich …
Prochiralität und Topizität von Gruppen und SeitenAxiale Chiralität
Wie Allene, Biaryle und Spiroverbindungen ohne Chiralitätszentrum chiral werden und …
Axiale Chiralität: Allene, Biaryle, SpiroverbindungenStereoselektive Synthese
Wie man Reaktionen als chemo-, stereo- oder enantioselektiv einordnet und …
Selektivität, Racemate und KonfigurationserhaltWie die Konfiguration eines Alkens und der syn- oder anti-Verlauf …
Stereospezifische Additionen an AlkeneWie man ein racemisches Amin mit einer chiralen Säure über …
Racematspaltung und Enantiomerenüberschuss