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Chemiselie Theorien 



Eigenschaften tiberein, rait Ausnahme des 

 Verhaltens gegeniiber dem polarisierten Licht. 

 Wurde dessen Schwingungsebene durch eine 

 Verbindung nach rechts gedreht, so fand 

 durch sein Isoraeres, das sonst vollstandig 

 mit ihra iibereinstimmte, die Drehung um 

 denselben Betrag nach der entgegengesetzten 

 Seite statt. Solche Verhaltnisse finden sich 

 z. B. bei der Milchsaure. Um diese und kom- 

 pliziertere Isomeriefalle bei gleicher Kon- 

 stitution aufzuklaren ging man dazu iiber, 

 die Atome im Raume orientiert darzustellen, 

 nicht wie bei den Konstitutionsformeln in 

 einer Ebene. Die chemischen Formeln, 

 welche die raumliche Anordnung der Atorae 

 im Molekiil wiedergeben sollen, nennt man 

 Konfigurationsforineln oder Raum- 

 formeln. Die Lehre von der raumlichen 

 Anordnung der Atome nennt man Stereo- 

 chemie. Sie ist begriindet von van't Hoff 

 und Le Bel und basiert auf der Vorstellung, 

 daB das Kohlenstoffatora in der Mitte eines 

 gleichseitigen Tetraeders gedacht wird, nach 

 dessen vier Ecken sich die vier Valenzen 

 des Kohlenstoffs erstrecken. Es zeigt sich 

 nun, daB nur in dem Falle, in welchem die 

 vier Valenzen des Kohlenstoffs durch vier 

 verschiedene Atome oder Atomgruppen ab- 

 gesattigt sind, zwei Verbindungen denkbar 

 sind, die trotz ihrer volligen Uebereinstim- 

 mung in der Zusammensetzung in einem 

 Punkte verschieden bleiben. Sie kb'nnen im 

 Tetraedermodell nicht zur Decknng gebracht 

 werden, sondern verhalten sich wie Bild und 

 Spiegelbild. Man nennt ein Atom, dessen 

 vier Valenzen mit vier verschiedenen Atomen 

 oder Atomgruppen gesattigt sind, ein ,,asym- 

 inetrisches Kohlenstoffatom". In der Tat 

 besitzen alle Verbindungen mit einem asym- 

 metrischen Kohlenstoffatom die Moglichkeit 

 in zwei verschiedenen, stereoisomeren 

 Formen aufzutreten, die sich in nichts, als 

 in dem Sinne ihrer optischen Aktivitat gegen- 

 iiber dem polarisierten Licht unterscheiden 

 und optische Antipoden genannt werden. 



Ein Stoff mit einem asymmetrischen Kohlen- 



* 

 stoffatom C ist z. B. die Milchsaure 



COOH 

 H,C-C OH 



H 



Gleichzeitig ergab sich, daB die Fahigkeit, 

 die Schwingungsebene des polarisierten 

 Lichtes zu drehen, an den Besitz asym- 

 metrischen Kohlenstoffs gebunden ist. 

 Nur Verbindungen mit solchen Kohlenstoff- 

 atomen zeigen optische Aktivitat. Im ein- 

 fachsten Falle, in dem das Molekiil nur e i n 

 asymmetrisches Kohlenstoffatom besitzt. sind 



zwei stereoisomere Verbindungen moglich, 

 die man nach dem Sinne ihrer optischen Ak- 

 tivitat als Rechts- oder Linksverbin- 

 dungen (d- und 1- Verbindungen) bezeichnet. 

 Ein Gemisch der beiden Stereoisomeren, das 

 beide in gleicher Menge enthalt, nennt man 

 ein ,,racemisches". 



Die Verhaltnisse werden komplizierter, 

 wenn es sich um Substanzen mit mehreren 

 asymmetrischen Kohlenstoffatomen handelt. 

 So besitzt z. B. die Weinsaure 



OH OH 



HOOC C C-COOH 

 H H 



zwei asymmetrische Kohlenstoffatome und 

 existiert daher zunachst in den beiden Formen 

 derd-undl-Weinsaure. AuBerdemaber kb'nnen 

 in dem Fall, in clem, die beiden asymme- 

 'trischen Kohlenstoffatome je einer gleich 

 1 zusammengesetzten Halfte des Molekiils an- 

 gehoren, die an ihnen sitzenden Atomgruppen 

 in einer solchen Anordnung sein, daB sich 

 die optische Aktivitat der beiden Halften ge- 

 rade kompensiert. Dann entsteht eine in- 

 aktive Verbindung, die aber nicht als race- 

 misches Gemisch aufgefaBt werden kann. 

 In der Weinsauregruppe heiBt diese Ver- 

 bindung Mesoweinsaure, wahrend das race- 

 mische Gemisch als Traubensaure l^ezeichnet 

 wird. 



Bei weiter wachsender Zahl der asym- 

 metrischen Kohlenstoffatome wird die Zahl 

 der Stereoisomeren immer grb'Ber, und zwar 

 ist sie, wenn n die Anzahl der asymmetrischen 

 Kohlenstoffatome bedeutet, im einfachsten 

 Falle N == 2". So ist in der Gruppe der 

 Hexosen mit vier asymmetrischen Kohlen- 

 stoffatomen die Zahl der Stereoisomeren 

 bereits auf 16 gestiegen (vgl. hierzu den Ar- 

 tikel ,,Drehung der Polarisations- 

 ebene"). 



Eine zweite Form der Isomerie, welche 

 sich nur durch die raumliche Anordnung 

 der Atome darstellen laBt, findet sich bei 

 ungesattigten Verbindungen von Typus der 

 Malein- und Fumarsaure. In diesem Falle 

 nimmt man an, daB die freie Bewegung um 

 die die zwei Kohlenstoffatome verbindende 

 Valenzachse, eine Beweglichkeit, die bei 

 einfacherBindung als bestehend angenommen 

 werden muB, durch die doppelte Bindung 

 aufgehoben worden ist. Dadurch befindet 

 sich das Molekiil gleichsam in einem starren 

 Zustande, und es lassen sich gleichfalls zwei 

 Formen darstellen, welche in keiner Weise zur 

 Deckung gebracht werden kb'nnen, z. B. 



