Planare Chiralität

Grundidee und Konfigurationsbestimmung

Planare Chiralität ist ein Spezialfall der Chiralität. Die stereogene Einheit eines Moleküls ist dabei weder ein Chiralitätszentrum (zentrale Chiralität) noch eine Chiralitätsachse (axiale Chiralität), sondern eine Chiralitätsebene. Ein Molekül mit planarer Chiralität kann trotzdem zusätzlich Chiralitätszentren oder Chiralitätsachsen besitzen.

Sie entsteht durch die räumliche Anordnung von Substituenten innerhalb einer Ebene des Moleküls, der Chiralitätsebene. Die Konfiguration wird mit R_{p} oder S_{p} bezeichnet; früher wurden auch pR und pS verwendet.

Zur Bestimmung wird zuerst ein Pilotatom oder Leitatom gewählt. Es darf nicht selbst in der Chiralitätsebene liegen, muss aber an ein Atom in dieser Ebene gebunden sein. Unter allen infrage kommenden Atomen außerhalb der Ebene muss es nach der Cahn-Ingold-Prelog-Konvention (CIP-Konvention, Regeln zur Priorisierung von Atomen und Gruppen) die höchste Priorität haben. Vom Leitatom aus verfolgt man dann die ersten drei Atome in der Ebene entlang der Seite mit der höchsten CIP-Priorität: Ein Verlauf im Uhrzeigersinn bedeutet R_{p}, ein Verlauf entgegen dem Uhrzeigersinn S_{p}.

Planare Chiralität in Aren-Komplexen

Planare Chiralität kann auch in Aren-Komplexen auftreten, zum Beispiel bei Derivaten des Ferrocens. Ein Aren-Ligand ist dabei ein planarer Ringligand; seine Ebene ist zugleich die Chiralitätsebene. Entscheidend ist die unterschiedliche Anordnung der Substituenten am Aren-Liganden.

Für die Konfigurationsbestimmung sucht man im Ring des Aren-Liganden zunächst das C-Atom, das an einen Substituenten mit der höchsten Priorität nach der CIP-Konvention gebunden ist. Danach bestimmt man auch die Prioritäten der benachbarten C-Atome im Ring nach diesen Regeln. Aus dem Koordinationszentrum und den drei C-Atomen wird ein Modell-Tetraeder gezeichnet. Man dreht ihn so, dass der Substituent mit der niedrigsten Priorität nach hinten zeigt. Die abgelesene Reihenfolge ergibt im Uhrzeigersinn R_{p} und entgegen dem Uhrzeigersinn S_{p}.

Einführung und Anwendung

Der Begriff planare Chiralität wurde 1966 von Robert Sidney Cahn, Christopher Kelk Ingold und Vladimir Prelog eingeführt. Dies geschah in ihrem Artikel „Specification of Molecular Chirality“, veröffentlicht in Angewandte Chemie International Edition.

Liganden mit planarer Chiralität werden in der enantioselektiven Synthese eingesetzt. Dabei werden gezielt Enantiomere, also spiegelbildliche und nicht deckungsgleiche Molekülformen, hergestellt oder bevorzugt gebildet.