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Organische Chemie für MST 6
Lienkamp / Prucker / Rühe
Inhalt6
Isomerie
Isomere = Substanzen mit gleicher Summenformel, aber unter-schiedlicher Atom-verknüpfung oder räumlicher Anordnung der Atome
Isomerie
Konstitutions-isomere
(= Struktur-isomere)
Valenzisomere
Tautomere/ Protonen-isomere
Skelett-Isomere
Funktions-isomere
Stellungs-isomere
Stereoisomere
Konfigurations-isomere
Enantiomere
DiastereomereGeometrische
Isomere
Konformations-isomere
Zu kompliziert?
Let‘s ask Stereocat!
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Konstitutionsisomere
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Unterschiedliche Verknüpfungsreihenfolge der Atome, dadurch unterschiedliche physikalische Eigenschaften (z.B. Siede-/Schmelzpunkte, Spektroskopische Eigenschaften (NMR, IR), Reaktivität)
• Unterschiedliche Art
funktionellen Gruppe =
Funktionsisomere
• C-C-Backbone anders verknüpft = Skelettisomere
• Stellungsisomere:
unterschiedliche Position der funktionellen Gruppe
Konstitutionsisomerie =Strukturisomerie (1)
Konstitutionsisomerie =Strukturisomerie (2)
• Valenzisomere: unterschiedliche Anzahl der σσσσ- und ππππ-Bindungen
(verwandt mit den Funktionsisomeren, da hier unterschiedliche funktionelle Gruppen vorkommen)
• Protonenisomere, z.B. Keto-Enol-Tautomerie
Isomerie
Konstitutions-isomere
(= Struktur-isomere)
Valenzisomere
Tautomere/ Protonen-isomere
Skelett-Isomere
Funktions-isomere
Stellungs-isomere
Stereoisomere
Konfigurations-isomere
Enantiomere
DiastereomereGeometrische
Isomere
Konformations-isomere
Konformations-isomere
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Geometrische Isomere
• Cis-/trans-Isomere
Konfigurationsisomere
• Objekte, deren Bild und Spiegelbild nicht deckungsgleich sind, bezeichnet man als chiral
• Chirale Objekte enthalten keine Symmetrieelemente (Spiegelebene etc.)
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Bild und Spiegelbild deckungsgleich = achiral
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Bild und Spiegelbild nicht deckungsgleich = chiral
Enantiomere –chemische Rechts- und Linkshänder
• Enantiomere sind Bild und Spiegelbild zueinander => Chiralität
• Konfigurationsisomere mit 1 Chiralitätszentrum
• Enantiomere haben die gleichen physikalischen Eigenschaften
Same Cat?
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Enantiomere
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Enantiomere
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Wie benennt man Enantiomere? Die CIP-Regeln
1. Stereozentrum (=asymetrisches C-Atom) mit Sternchen markieren2. Ordnung der Substituenten am Stereozentrum bestimmen
– Atome am * = höchste Ordnungszahl (O) im PSE hat Priorität. Z.B. Cl > C > H > freies Elektronenpaar
– Bei gleicher Ordnungszahl gewinnt das Isotop mit der höheren Masse (M)
– Bei gleichem O und M: nächstes Atom anschauen, dann übernächstes usw.
– C=O hat die gleiche Prioriät wie C(-O)x2– Z vor E, cis vor trans, R vor S
3. Substituenten mit niedrigster Priorität = Blickachse4. Drehsinn der übrigen Substituenten bestimmen: Uhrzeigersinn =
R, entgegen den Uhrzeigersinn = S
• Enantiomere haben exakt gleiche physikalische Eigenschaften, außer der optischen Aktivität (= Richtung, in der sie polarisiertes Licht drehen)
• Meßbar mit einem Polarimeter:
• Nomenklatur: rechtsdrehend, (+)-Form bzw. d-Form; linksdrehend, (-) oder l-Form
Optische Aktivität von EnantiomerenBist Du eine rechtsdrehende oder linksdrehende Joghurtkultur?
aus: Paula Bruice, Organische Chemie – Studieren kompakt, 5. Aufl, Pearson Verlag, 2010
Racemate
• Mischung aus R- und S-Enantiomer• Racematspaltung: Trennung der R- und S-Isomere,
obwohl diese die gleichen physikalischen Eigenschaften haben
• Ketamin. Schmerz- und Narkosemittel. (S)-Form ist 3x so aktiv wie die (R)-Form
• Thalidomid (= Contergan). Es wurde lange behauptet, daß nur ein Isomer teratogen wäre. Stimmt aber nicht.
Stereoisomere mit zwei oder mehr Stereozentren
• Stereocats mit zwei Chiralitätzentren
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Stereoisomere mit zwei oder mehr Stereozentren
Larry Doug MoeLarry
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Diastereomere
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Diastereomere
• Diastereomere sind NICHT Bild und Spiegelbild
• Unterschiedliche physikalischen Eigenschaften
• Z.B.
http://de.wikipedia.org/wiki/Diastereomer
Fischer-Projektion
Übersichtliche Darstellung von Molekülen mit mehr als einem Stereozentrum
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Fischer-Projektion
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Mehr als ein asymmetrisches C-Atom
• Sind alle Stereozentren umgekehrt: Enantiomere
• Sind nicht alle Stereozentren umgekehrt: Diastereomere
• N Chiralitätszentren: Es gibt 2N Stereoisomere, bzw. N Enantiomerenpaare
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Meso-Formen
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D,L-Nomenklatur
• für Aminosäuren und Zucker
• beschreibt die relative Stereochemie der OH-Gruppen
• „Stammverbindung“: (+)-Glycerinaldehyd
• OH-Gruppe rechts = D
Chiralitäts-Entscheidungshilfe
MIT 2003