5 Fragen zu Substituenten

Verbindungen mit mindestens einem Chiralitätszentrum, das vier verschiedene Substituenten besitzt, nennt man chirale Moleküle oder Enantiomere. Ein Chiralitätszentrum, auch stereogenes Zentrum genannt, ist ein Atom, typischerweise ein Kohlenstoffatom, das vier verschiedene Substituenten trägt und somit die Möglichkeit bietet, zwei nicht überlagerbare Spiegelbilder zu bilden.

Die vier Substituenten der D-Glucose sind: 1. Hydroxylgruppe (-OH) an C1 2. Hydroxylgruppe (-OH) an C2 3. Hydroxylgruppe (-OH) an C4 4. Hydroxylgruppe (-OH) an C5 Zusätzlich gibt es an C6 eine Methylgruppe (-CH2OH), die ebenfalls als Substituent betrachtet werden kann.

Bei der Bestimmung der R- und S-Konfigurationen von chiralen Zentren mit mehreren gleichen Substituenten gibt es einige spezifische Schritte, die du beachten solltest: 1. **Prioritäten festlegen**: Bestimme die Priorität der Substituenten gemäß den Cahn-Ingold-Prelog-Regeln. Bei gleichen Substituenten wird der nächste Atom in der Kette betrachtet, um die Priorität zu bestimmen. Du musst die Atome entlang der Kette vergleichen, bis du einen Unterschied findest. 2. **Anordnung der Substituenten**: Halte das niedrigste Prioritätsatom (in der Regel die niedrigste Zahl) nach hinten. Dies kann durch Rotation des Moleküls erreicht werden. 3. **Richtung der Prioritäten**: Betrachte die verbleibenden drei Substituenten. Wenn die Prioritäten im Uhrzeigersinn angeordnet sind, ist die Konfiguration R. Wenn sie gegen den Uhrzeigersinn angeordnet sind, ist die Konfiguration S. 4. **Berücksichtigung von Mehrfachbindungen**: Bei Mehrfachbindungen behandelst du diese als gleichwertige Einzelbindungen. Zum Beispiel wird eine Doppelbindung zwischen zwei Kohlenstoffen als zwei separate Bindungen zu diesen Kohlenstoffen betrachtet. Wenn du diese Schritte befolgst, kannst du die R- und S-Konfigurationen auch bei chiralen Zentren mit mehreren gleichen Substituenten korrekt bestimmen.

Ja, das ist korrekt. Je desaktivierender die Substituenten an einem aromatischen Ring sind, desto reaktiver wird der Aromat gegenüber nucleophilen Angriffen. Desaktivierende Substituenten, wie Nitrogruppen (-NO2) oder Halogene, ziehen Elektronendichte vom Ring ab und machen ihn anfälliger für nucleophile Angriffe, da sie die Elektronendichte im Ring verringern und die positive Ladung des Rings stabilisieren. Dies erleichtert den Angriff eines Nucleophils auf den aromatischen Ring.

Die Kopplungskonstante zwischen einem Kohlenstoff-13-Atom und einem direkt gebundenen Fluor-19-Atom (also ^1J(C,F)) ist in der Regel sehr groß. Typische Werte für die **direkte C–F-Kopplung** (^1J_C,F) liegen im Bereich von **180 bis 250 Hz**. Für ein Molekül mit drei Fluor-Substituenten an einem Kohlenstoffatom (wie z.B. in Trifluormethylgruppen, –CF₃) beträgt die Kopplungskonstante zwischen dem ^13C und jedem der ^19F-Atome meist etwa **250 bis 320 Hz**. Ein typischer Wert für die ^1J_C,F-Kopplung in einer –CF₃-Gruppe ist **ca. 320 Hz**. **Zusammengefasst:** Die Kopplungskonstante ^1J(C,F) für ein C-Atom mit drei direkt gebundenen F-Atomen (wie in einer CF₃-Gruppe) beträgt typischerweise **ca. 320 Hz**. **Quelle/Beispiel:** - [Trifluormethylgruppe – Wikipedia](https://de.wikipedia.org/wiki/Trifluormethylgruppe#NMR-Spektroskopie) - Claridge, T. D. W. "High-Resolution NMR Techniques in Organic Chemistry", 3rd Edition, Elsevier, 2016.