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<p><b>Neue Seite</b></p><div>[[Datei:Prochirality V.1.svg|miniatur|hochkant=1.2|Eine ''planare'', nicht chirale Kohlenstoffverbindung mit [[Doppelbindung]] (hier eine [[Carbonylverbindungen|Carbonylverbindung]], ein [[Aldehyd]], mit R = beliebiger Substituent, jedoch R ≠ H, Eintrittsgruppe) reagiert mit einem von oben (''re'') oder unten (''si'') eintretenden Molekül/Atom und es entsteht eine chirale, tetraedrische Struktur.]]<br />
'''Prochiralität''' ist ein von Kenneth R. Hanson im Jahr 1966 geprägter [[Stereochemie|stereochemischer]] Begriff.<ref>Kenneth R. Hanson: ''Applications of the Sequence Rule. I. Naming the Paired Ligands g,g at a Tetrahedral Atom Xggij. II. Naming the Two Faces of a Trigonal Atom Yghi'' in: [[J. Am. Chem. Soc.]] 88, 2731 ''(1966)''.</ref> Er beschreibt die Eigenschaft eines [[Molekülgeometrie|planaren]] Moleküls, das drei verschiedene [[funktionelle Gruppe]]n oder Substituenten trägt, oder eines nichtchiralen, [[Tetraeder|tetraedrischen]] Moleküls mit höchstens zwei identischen Substituenten. Die planare Verbindung kann durch eine [[Additionsreaktion]], die tetraedrische bei [[Substitutionsreaktion|Substitution]] oder bei Isomerisierungsreaktion<ref>Stuart Cantrill: ''A Photo Finish'', Nature Chem., 4, 5 (2012).</ref><ref>P. K. Hashim, Nobuyuki Tamaoki: ''Induction of Point Chirality by E/Z Photoisomerization'', Angew. Chem. Int. Ed., 50, 11729 (2011).</ref> eines der identischen Substituenten durch einen neuen Substituenten ein [[Chiralitätszentrum]] ausbilden.<br />
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== Stereochemische Erklärung ==<br />
[[Datei:Prochirality Principle V.1.png|miniatur|links|Prochiralität an einem sp<sup>3</sup>-hybridisierten Kohlenstoffatom: An einem tetraedrischen Kohlenstoffatom (im Zentrum) mit den Resten F und G sind die beiden <span style="color:blue;">'''blau'''</span> markierten Reste A sterisch ''nicht'' äquivalent, wenn das Substrat CA<sub>2</sub>FG mit drei verschiedenen Atomen (A, F und G) an der Oberfläche eines Rezeptorproteins gebunden wird.<ref name="Roth">[[Hermann J. Roth]], [[Christa E. Müller]], Gerd Folkers: ''Stereochemie und Arzneistoffe'', Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft Stuttgart, 1998, S.&nbsp;261–262, ISBN 3-8047-1485-4.</ref>]]<br />
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=== Allgemeines ===<br />
Eine prochirale Verbindung besitzt eine Symmetrieebene, welche die Verbindung in zwei Teile zerlegt. Die beiden Seiten werden als [[Topizität#Heterotopizität|enantiotop]] bezeichnet. Je nachdem, von welcher Seite nun der Angriff erfolgt, entsteht das eine oder das andere der zwei Spiegelbilder. Wird bei der Reaktion keine der Seiten bevorzugt angegriffen, entsteht ein racemisches 1:1-Gemisch der jeweiligen Stereoisomere.<br />
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Ist zudem in einer prochiralen Verbindung noch ein Chiralitätszentrum vorhanden, wird die Verbindung in zwei diastereotope Teile zerlegt. Wieder entsteht das eine oder andere [[Diastereomer]], je nachdem, von welcher Seite der Angriff erfolgt. Auch wenn ein prochirales Molekül an eine stereochemisch differenzierende Oberfläche oder ein Rezeptorprotein gebunden ist, sind die beiden Seiten eines planaren beziehungsweise die identischen Substituenten eines tetraedischen Moleküls nicht mehr stereochemisch gleichwertig.<br />
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=== Addition an ein planares Molekül mit einer Doppelbindung ===<br />
[[Datei:Prochiralität2.svg|miniatur|hochkant=1.5|Addition an ein planares Molekül mit einer Doppelbindung. Die Reduktion der prochiralen Ketogruppe in Brenztraubensäure führt entweder zu (''S'')-Milchsäure, zu (''R'')-Milchsäure oder zu (''RS'')-Milchsäure.]]<br />
Das trigonal-planare sp<sup>2</sup>-hybridisierte Kohlenstoffatom einer organischen Verbindung kann durch Addition von [[Chlorwasserstoff|HCl]], [[Chlor|Cl<sub>2</sub>]], [[Wasserstoff|H<sub>2</sub>]] etc. in ein chirales, nun sp<sup>3</sup>-hybridisiertes Kohlenstoffatom in einem Schritt überführt werden. Dabei kann der neue [[Substituent]] entweder oberhalb oder unterhalb der Molekül-Ebene eintreten. Das sp<sup>2</sup>-hybridisierte, planar substituierte Kohlenstoffatom nennt man dann ''prochiral''. Diejenige Seite, von der aus die Verbindung [[Cahn-Ingold-Prelog-Konvention|(''R'')-konfiguriert]] erscheint, wird ''Re'' genannt; die andere Seite, von der aus die Verbindung (''S'')-konfiguriert erscheint, wird mit ''Si'' bezeichnet. Ein Angriff von der ''Re''- bzw. ''Si''-Seite bedeutet dabei aber nicht, dass das Produkt (''R'')- bzw. (''S'')-konfiguriert ist, vielmehr ist dies abhängig von der Priorität der vorhandenen Substituenten und der Priorität des addierten Stoffes.<br />
Ein Beispiel ist die Addition von Wasserstoff an [[Brenztraubensäure]], wobei die chirale [[Milchsäure]] entsteht.<ref name=ue>[https://www2.chemie.uni-erlangen.de/projects/vsc/chemie-mediziner-neu/isomerie/prochiralitaet.html ''Prochiralität.''] In: ''[[Universität Erlangen]]''</ref><br />
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=== Ersatz eines Substituenten (Stereodeskriptoren) ===<br />
[[Datei:Prochiralität1.svg|miniatur|hochkant=1.5|Ersatz eines Substituenten: Die Oxidation der Methylengruppe (–CH<sub>2</sub>–) in Propionsäure führt entweder zu (''S'')-Milchsäure, zu (''R'')-Milchsäure oder zu (''RS'')-Milchsäure.]]<br />
Es ist nicht notwendig, dass das prochirale Atom sp<sup>2</sup>-hybridisiert ist; es kann auch sp<sup>3</sup>-hybridisiert sein und zwei identische Substituenten (stereoheterotopen Gruppen) tragen, womit dieses Molekül ebenfalls nicht chiral ist. Im Falle solcher Verbindungen werden die Bezeichnungen pro-(''R'') und pro-(''S'') verwendet:<br />
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Demjenigen der beiden identischen Substituenten, welcher (zunächst nur in Gedanken) ersetzt wird, ordnet man willkürlich die höhere [[Cahn-Ingold-Prelog-Konvention|CIP-Priorität]] über seinen stereoheterotopen Partner zu. Alle anderen Prioritäten der Substituenten untereinander bleiben ansonsten unangetastet. Ergibt sich auf diese Weise (in Gedanken) ein (''S'')-konfiguriertes „Produkt“, wird der Substituent (oder die Gruppe) „pro-(''S'')“ genannt; und der andere mit „pro-(''R'')“ bezeichnet.<br />
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Aufgrund dieser Vorgehensweise ist es möglich, dass bei Substitution des pro-(''S'')-Substituenten ein (''R'')-Produkt entsteht.<br />
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Beispielsweise entsteht aus [[Propionsäure]] durch Ersetzen eines der beiden stereoheterotopen α-Wasserstoffatome (Wasserstoffatome der [[Methylengruppe]], –CH<sub>2</sub>–) durch eine OH-Gruppe die chirale [[Milchsäure]].<ref name=ue/> Ersetzen des pro-(''S'')-Wasserstoffatoms der Propionsäure führt zur (''S'')-Milchsäure. In diesem Fall wird die oben genannte Regel, dass sich die Prioritäten der anderen Substituenten nicht ändern dürfen, verletzt. Dies geschieht jedoch gleich zweimal, da die eingeführte [[Hydroxygruppe]] nach [[Cahn-Ingold-Prelog-Konvention|CIP]] sowohl gegenüber der [[Carboxygruppe]] als auch gegenüber der [[Methylgruppe]] eine höhere Priorität hat, sodass sich die Verletzungen gegenseitig aufheben und durch Substitution des pro-(''S'')-Wasserstoffatoms das (''S'')-Produkt entsteht. Ersetzt man dasselbe Atom jedoch durch ein [[Ethylgruppe]], so tritt nur ''eine'' Verletzung der Regel auf, und es entsteht das entsprechende (''R'')-Produkt (hier: 2-Methylbutansäure).<br />
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== Literatur ==<br />
* Klaus Schwetlick: ''Organikum'', Wiley-VCH, 2004, 22., vollständig überarbeitet u. aktualisierte Auflage, ISBN 978-3-527-31148-4.<br />
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== Weblinks ==<br />
* {{Gold Book|prochirality|P04859|Version=2.3}}<br />
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== Einzelnachweise ==<br />
<references/><br />
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{{SORTIERUNG:Prochiralitat}}<br />
[[Kategorie:Stereochemie]]</div>imported>Alossola