EL-MO II Moleküle, Schulbuch

64 3 OrganIsCHe SauersToFFVerbIndungen Fischer-Projektion, D/L-Konfiguration Beim Anschreiben der Struktur von Verbindungen mit einem asymmetrischen C- Atom am Papier ist es wichtig, die räumlichen Verhältnisse exakt darzustellen. Man benützt zumeist die vom deutschen Nobelpreisträger Emil Fischer (1852–1919) vor - geschlagene Projektion: Das asymmetrische C-Atom liegt in der Papierebene, die beiden Substituenten, die man links bzw. rechts davon anschreibt, stellt man sich aus der Papierebene herausragend vor und die vertikal angeschriebenen Substitu - enten hinter der Papierebene liegend. Manchmal wird diese Strukturformel durch Keilstriche verdeutlicht (Abb. 64.1). Die Keilstrichdarstellung ist aber sehr aufwändig und man kann ohne weiteres auf sie verzichten, wenn man Folgendes beachtet: horizontal = vor der Papierebene; vertikal = hinter der Papierebene. Dreht man die Formel am Papier um 90°, so hat man die Formel der spiegelbildlichen Substanz. (Überprüfe dies mit Hilfe eines Molekülmodells!) Die Fischer-Projektion ermöglicht eine eindeutige Darstellung enantiomerer Verbindungen. Auch bei der Benennung muss eine exakte Zuordnung möglich sein. Man versuchte Drehsinn und Struktur in Verbindung zu setzen. Allerdings besaß man keine Möglichkeit, die absolute Struktur von Verbindungen aufzuklären. Man wählte daher eine chirale Bezugssubstanz, der man willkürlich eine Struktur zuord - nete. Die gewählte Bezugssubstanz war Glyceral (Glycerolaldehyd, früher: Glycerinalde - hyd). Dem rechtsdrehenden Glyceralwurde willkürlich eine Struktur zugeordnet. (Abb. 64.2) Man nannte ihn D-Glyceral(D von lat. dexter = rechts). Die linksdrehen­ de Form war demnach das Spiegelbild und wurde L-Glyceral genannt (L von lat. laevus = links). 1951 konnte durch Röntgenbeugung die wirkliche Struktur aufgeklärt werden. Sie stimmte zufälligerweise mit der angenommenen überein. Die Festlegung anderer Substanzen zu dieser D- oder L-Konfiguration erfolgte aus­ gehend von der entsprechenden Form des Glycerals durch eindeutig verlaufende Reaktionen, bei denen die optische Aktivität erhalten bleibt. So erhielt man die D-Reihe und die dazu spiegelsymmetrische L-Reihe. Es zeigte sich, dass der Drehsinn mit der Zugehörigkeit zur Reihe nichts zu tun hat. Aus dem rechtsdrehenden D-Glycerallässt sich die linksdrehende D-Milchsäure syn­ thetisieren. Der Drehsinn wird daher durch Angabe von (+) (= rechtsdrehend) und (–) (= linksdrehend) extra angeschrieben. (Abb. 64.3) Bei der Zuordnung zur D- bzw. L-Form schreibt man die Fischer-Projektion üblicher - weise folgendermaßen an: Die Hauptkette wird senkrecht angeschrieben, begin - nend mit dem C-Atom mit dem Lokanten 1. Das asymmetrische C-Atom wird häufig mit * gekennzeichnet. Steht die OH-Gruppe (oder eine ähnliche Gruppe) rechts vom wichtigen asymmetrischen C-Atom, spricht man von der D-Reihe, steht sie links, von der L-Reihe. Die Zuordnung von D- bzw. L- bereitet allerdings bei vielen Verbindungen Schwie - rigkeiten. Deshalb führte man neue Benennungsregeln für chirale Verbindungen ein, die exakt und eindeutig die Bindungsverhältnisse an asymmetrischen C-Atomen angeben. Die D/L-Bezeichnung ist aber nach wie vor bei vielen Naturstoffen, wie zB den Kohlenhydraten, gebräuchlich. C COOH H HO CH 3 C COOH H HO CH 3 Papierebene COOH CH 3 HO C H D(+)-Glyceral C CHO H OH CH 2 OH * D(–)-Milchsäure C CH 3 H OH COOH * C CH 2 OH H OH CHO D(+)-Glyceral * Papierebene CHO CH 2 OH H OH C C CH 2 OH HO H CHO L(–)-Glyceral * Papierebene CHO CH 2 OH HO C H Abb. 64.1: Die Fischer-Projektion Abb. 64.3: Ableitung der D-Formen Abb. 64.2: D- und L-Form von Glyceral Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv