Topizität Truxillic acids? (Diastereotopie)?
Hey Leute
Ich habe gerade eine Frage bezüglich der Topizität der fünf Isomere der Truxillic acids. Meiner Meinung nach handelt es sich bei der gamma sowie epi-Form um diastereotope Protonen (die Protonen im Cyclobutan-System). Stimmt ihr mir dort zu, oder sind sie doch "nur" enantiotop?
Vielen Dank
1 Antwort
Deine Vögel sind einfach 2,4-Diphenylcyclobutan-1,3-dicarbonsäuren. Topologisch sind jeweils zwei der vier Atome des Cyclobutan-Ringes zueinander äquivalent.
Die α-Form hat Cᵢ-Symmetrie (gleichartige Substituenten stehen auf verschiedenen Seiten der Ringebene), bei der γ-Form mit Cₛ-Symmetrie stehen die Carboxylgruppen auf derselben und die Phenylgruppen auf verschiedenen Seiten, und bei der epi-Form ist es umgekehrt. Bleiben noch zwei Formen mit C₂ᵥ-Symmetrie, nämlich ε (gleichartige Substituenten auf derselben Seite) und peri (alle Substituenten auf der gleichen Seite). Wer denkt sich eigentlich eine so schwachsinnige Nomenklatur aus?
Keine dieser Formen ist konformationsstabil chiral, sondern jede ist ein geometrisches Isomer (Diastereomer) zu jeder anderen.
Was nun mit den Wasserstoffen? Hängt davon ab, welche. ☺ Nehmen wir die, die an denselben C-Atomen hängen wie die COOH-Gruppen. Bei der epi-Form sind sie nicht symmetrieäquivalent also diastereotrop, bei den anderen sind sie symmetrieäquivalent: Die ε- und peri-Form haben zwei Spiegelebenen, wenn ich eines der H-Atome durch was anderes ersetze dann bleibt immer noch die andere Spiegelebene übrig, also bekomme ich immer dasselbe Produkt (homotrop). Die α- und γ-Formen haben aber nur ein Symmetrielement, das durch eine solche Substitution zerstört wird, also sind die Protonen enantiotrop.
Wenn Du Dir die Protonen ansiehst, die am selben C hängen wie die Phenylgruppen, dann ist die Analyse dieselbe, nur daß die epi- und die γ-Form den Platz tauschen: In der γ-Form sind die beiden Protonen nicht symmetrieäquivalent also diastereotrop (eines ist ja auf der Seite mit den COOH-Gruppen, das andere nicht).
Disclaimer: Ich bin kein Organiker und habe mir diesen ganzen stereochemischen Schmonzes gerade eben erst frisch angelesen, damit ich die Frage beantworten kann. Wahrscheinlich sind meine Gedankengänge anders als die eines Organikers, der vermutlich äquivalente aber andere Argumente vorgebracht hätte, aber ich glaube, daß ich das Prinzip richtig verstanden habe.
Die Begriffe homotrop, enantiotrop und diastereotrop können sich immer nur auf Paare von topologisch äquivalenten H-Atomen beziehen. Ich gebe also sicherheitshalber eine Zusammenfassung, wobei die Atome H₁ und H₃ die diejenigen sind, an deren C eine Carboxylgruppe hängt, und H₂ und H₄ bezeichnet die H-Atome, die vicinal zur Phenylgruppe stehen.
α-Form: (H₁,H₃) und (H₂,H₄) sind jeweils zueinander enantiotrop.
ε- und peri-Form: (H₁,H₃) und (H₂,H₄) sind jeweils zueinander homotrop.
γ-Form: (H₁,H₃) sind enantiotrop, (H₂,H₄) diastereotrop
peri-Form: (H₁,H₃) sind diatereotrop, (H₂,H₄) enantiotrop.
OK, Du hast offenbar meinen Tippfehler in der letzten Zeile (sollte epi sein, nicht peri) beim Lesen irgendwie autokorrigiert. Und ja, diastereotrope Protonen geben verschiedene NMR-Signale (weil sie nicht symmetrieäquivalent sind und das auch durch Rotation um Einfachbindungen nicht werden können).
Ja, war mir schon klar, dass Du dort Epi meinst mit den Erklärungen von weiter oben.
Vielen Dank für diese ausführliche und hilfreiche Antwort. Ich bin auf dieselben Resultate gekommen, nur nicht so ausführlich. Sobald ich weiss, dass ich eine diastereotope Gruppe im Molekül habe, würde ich dies sofort im NMR sehen.