Hauptunterschied – stereospezifische vs. stereoselektive Reaktionen
Der Hauptunterschied zwischen stereospezifischen und stereoselektiven Reaktionen besteht darin, dass bei stereospezifischen Reaktionen verschiedene stereospezifische Reaktanten unter idealen Bedingungen unterschiedliche Stereoisomere des Produkts ergeben (das Produkt ist spezifisch für das Stereoisomer des Reaktanten), während bei stereoselektiven Reaktionen a ein einzelner Reaktant kann verschiedene Typen von Stereoisomeren ergeben.
Stereochemie ist der Teil der Chemie, der sich mit den dreidimensionalen Strukturen der Moleküle befasst. Stereochemische Reaktionen werden basierend auf der Stereochemie des Produkts in zwei Gruppen als stereospezifisch und stereoselektiv eingeteilt. Diese Produkte werden Stereoisomere genannt.
Was sind stereospezifische Reaktionen?
In einer stereospezifischen Reaktion erzeugt jeder stereoisomere Reaktant ein anderes stereoisomeres Produkt oder einen anderen Satz stereoisomerer Produkte. Alle stereospezifischen Reaktionen sind im Wesentlichen stereoselektiv, aber stereoselektive Reaktionen sind nicht sicher stereospezifisch. Beispiele für stereospezifische Reaktionen umfassen die trans-Addition von Brom an (E)- und (Z)-Alkene, elektrocyclische Reaktionen wie disrotatorische Ringschlüsse, cheletrope syn-Addition von Singulett-Carbenen an Alkene und die sigmatrope Claisen-Umlagerung der cis- und trans- Isomere von (4S)-Vinyloxypent-2-enen.
Abbildung 1: Stereospezifische elektrozyklische Ringöffnung
Bei all diesen Reaktionen werden stereoisomere Substrate in stereoisomere Produkte umgewandelt. Es ist nicht zwingend, dass eine Reaktion zu 100 % stereospezifisch ist. Entsteht bei einer Reaktion ein Gemisch aus zwei verschiedenen Stereoisomeren im Verhältnis 80:20, so spricht man von 80 % stereospezifisch.
Was sind stereoselektive Reaktionen?
Bei stereoselektiven Reaktionen ergibt ein einzelner Reaktant zwei oder mehr stereoisomere Produkte, und ein Produkt ist stärker ausgeprägt als das andere Produkt oder die anderen Produkte. Die stereoselektiven Reaktionen können basierend auf dem Grad der Präferenz für ein bestimmtes Stereoisomer als mäßig stereoselektiv, hoch stereoselektiv oder vollständig stereoselektiv beschrieben werden.
Abbildung 02: D-A-Stereoselektivität
Stereoselektive Reaktionen finden während der Addition von Ameisensäure an Norbornen, der diastereoselektiven Reduktion von 4-tert-Butylcyclohexanon mit Lithiumaluminiumhydrid und der enantioselektiven Alkylierung von Benzaldehyd mit Organozinkreagentien in Gegenwart von (1R, 2S)-N statt, N-Dibutylnorephedrin als Katalysator.
Was ist der Unterschied zwischen stereospezifischen und stereoselektiven Reaktionen?
Stereospezifische vs. stereoselektive Reaktionen |
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| Jeder stereoisomere Reaktant erzeugt ein anderes stereoisomeres Produkt oder einen anderen Satz stereoisomerer Produkte. | Ein einzelner Reaktant ergibt zwei oder mehr stereoisomere Produkte, und ein Produkt ist stärker ausgeprägt als das andere Produkt oder die anderen Produkte. |
| Beziehung | |
| Alle stereospezifischen Reaktionen sind im Wesentlichen stereoselektiv. | Alle stereoselektiven Reaktionen sind im Wesentlichen nicht stereospezifisch. |
| Beispiele | |
| trans-Addition von Brom an (E)- und (Z)-Alkene, elektrocyclische Reaktionen wie disrotatorische Ringschlüsse, cheletrope syn-Addition von Singulett-Carbenen an Alkene und die sigmatrope Claisen-Umlagerung der cis- und trans- Isomere von (4S)-Vinyloxypent-2-enen | diastereoselektive Reduktion von 4-tert-Butylcyclohexanon mit Lithiumaluminiumhydrid und enantioselektive Alkylierung von Benzaldehyd mit zinkorganischen Reagenzien in Gegenwart von (1R, 2S)-N,N-Dibutylnorephedrin als Katalysator |
Zusammenfassung – Stereospezifische vs. stereoselektive Reaktionen
Die Begriffe stereoselektive und stereospezifische Reaktionen werden durch Beobachtung der 3D-Struktur der Stereoisomere in stereochemischen Reaktionen zugeordnet. Bei stereospezifischen Reaktionen erzeugt jeder stereoisomere Reaktant ein anderes stereoisomeres Produkt, wohingegen bei stereoselektiven Reaktionen ein einzelner Reaktant zwei oder mehr verschiedene stereoisomere Produkte erzeugen kann. Dies ist der Unterschied zwischen stereospezifischen und stereoselektiven Reaktionen.
