Stereochemie

Stereoisomere sind Verbindungen aus den gleichen Atomen, mit gleicher Bindungsabfolge aber unterschiedlicher dreidimensionaler Struktur. Sie sind nicht austauschbar. Die dreidimensionale Struktur wird Konfiguration genannt. Einordnung:

• Zwei Verbindungen gleicher Komposition (Bruttoformel)
  • gleich
  • Isomerie
    • Konstitutionsisomerie
      • Positionsisomerie
      • Skelettisomerie
      • Funktionsisomerie
      • Tautomerie
      • Valenzisomerie
    • Stereoisomerie
      • Enantiomere
        • nach Rotation identisch: Konformationsenantiomere
          • Konformationsänderungen benötigen nur wenig Energie (< 90 kJ/mol) und sind bereits bei Raumtemperatur möglich.
        • nach Rotation verschieden: Konfigurationsisomere
          • Isomere, die bei Raumtemperatur nicht durch Torsion ineinander übergehen können, da zur Änderung der Konformation deutlich höhere Energien notwendig sind - schließlich müssen Bindungen gebrochen werden.
      • Diastereomere
        • nach Rotation identisch: Konformationsdiastereomere
        • nach Rotation verschieden: Konfigurationsisomere

Enantiotope und diastereotope Atome, Gruppen und Flächen

Viele Moleküle enthalten Atome oder Gruppen die scheinbar gleichartig sind, jedoch bei genauerer Betrachtung unterschiedlich. Ob zwei Atome wirklich gleichwertig sind, kann herausgefunden werden, indem man sie durch ein anderes Atom oder eine andere Gruppe ersetzt. Sind die durch diesen Prozess entstandenen Verbindungen identisch, so waren die Ausgangsatome gleichartig. 

1. Bei Verbindungen vom Typ CH₂Y₂ entsteht durch Substitution eines der beiden H-Atome stets die gleiche Verbindung, egal welches der H-Atome ausgetauscht wird. Die Wasserstoffe sind folglich identisch. 
2. Bei Verbindungen des Typs CH₂YZ entsteht durch Substitution eines der beiden H-Atome das eine Enantiomer, bei Austausch des anderen Wasserstoffs das andere. Da die resultierenden Verbindungen nicht identisch sind, können die ersetzten Wasserstoffe auch nicht gleichartig gewesen sein. Als enantiotop werden zwei Atome oder Gruppen bezeichnet, die, werden sie durch eine dritte Gruppe ersetzt, Enantiomere zur Folge haben. In jedem symmetrischen System verhalten sich die beiden Wasserstoffe identisch, in asymmetrischen Systemen können sie sich jedoch unterschiedlich verhalten.
   Die Bezeichnung prochiral wird für Verbindungen oder Gruppen benutzt, die zwei enantiotope Atome oder Gruppen tragen, z.B. CX₂YZ. Der Substituent, der an Stelle von X eintritt und zu einer (R)-Konfiguration führen würde, wird "pro-R" genannt. Dementsprechend ist derjenige Substituent der an der Stelle von X eintritt und zur (S)-Konfiguration führt "pro-S".
3. Als diastereotop werden Atome oder Gruppen bezeichnet, deren Austausch durch eine andere funktionelle Gruppe zu Diastereomeren führt.

Genau wie enantiotope und diastereotope Atome und Gruppen, lassen sich in trigonalen Molekülen enantiotope und diastereotope Flächen unterscheiden. Diese können nach dem Cahn-Ingold-Prelog-System mit einem Suffix gekennzeichnet werden: 

Enantiotope Flächen

Die Seite einer trigonalen Verbindungen bei der die drei Gruppen X,Y,Z nach den Sequenzregeln im Uhrzeigersinn angeordnet sind, ist die re-Seite ("rectus" - rechts), die Seite, von der aus die Substituenten gegen der Uhrzeigersinn angeordnet sind ist die si-Seite ("sinister" - links).

Diastereotope Flächen

Diastereotope Flächen werden von Verbindungen aufgewiesen, die an mindestens einer Seite einer trigonalen Verbindung einen chiralen Substituenten tragen.

Homotope Flächen

Trigonale Verbindungen die zwei identische, nicht chirale, Substituenten tragen, besitzen eine homotope Fläche.

Weitere noch nicht sortierte Einträge:

• Abhängigkeit von den Messbedingungen
• Cis-trans-Isomerie
• Einteilung optisch aktiver Substanzen
• Epimere
• Erythro- und threo-
• EZ-Nomenklatur
• Fischer-Projektion
• Konformation anderer Ringe
• Konformation in offenen Kettensystemen
• Konformation von Sechsringen
• Mehrere chirale Zentren
• Optische Aktivität und Chiralität
• Optische Reinheit
• RS-Nomenklatur
• Syn- und anti-

Enantioselektive Produkte:

• aus enantiomerenreinen Edukten
• aus enantiomeren Edukten mit chiralen Katalysatoren
• nachträgliche Trennung von Racematen
  • mechanisch
    • bei Substanzen, die enantioselektiv auskristallisieren ("racemisches Gemisch")
    • Enantiomorphe Kristalle
    • Aussortieren einer Kristallform
    • Animpfen einer gesättigten Lösung mir einem enantiomeren Impfkristall, worauf ein Enantiomer bevorzugt ausfällt
  • Herstellung von Diastereomeren, die da sie unterschiedliche phys.-chem. Eigenschaften besitzen getrennt werden können. Danach wird die ursprüngliche Substanz wieder aus der gebildeten Verbindung isoliert
  • Chromatographie mit chiralem Absorbens
  • Kinetische Spaltung
    • ein Enantiomer reagiert schneller, als das andere
  • Chirale Erkennung
    • mit Hilfe von Kunstharzen mit chiralen Hohlräumen in die sich ein Enantiomer einlagert, während das andere nicht gebunden wird