Konfigurationsisomere

Konfigurationsisomere sind Stereoisomere, die sich in der Anordnung der Atome an Stereozentren oder an unbeweglichen Doppelbindungen unterscheiden. Im Gegensatz zu Konformationsisomeren, bei denen sich die Strukturen durch Drehung um Einfachbindungen ineinander überführen lassen, sind Konfigurationsisomere stabil, solange Bindungen nicht gebrochen werden. Eine Umwandlung erfordert daher eine Veränderung der Bindungsordnung oder das Brechen von Bindungen.

Ursachen der Configurationalisomerie sind zwei Hauptarten: Zum einen Stereozentren, an denen ein Kohlenstoffatom vier verschiedene Substituenten trägt, wodurch eine chirale Konfiguration entsteht. Diese wird nach CIP-Regeln als R oder S bezeichnet. Zum anderen Doppelbindungen, deren Rotation durch die pi-B Bindung eingeschränkt ist und bei denen sich Substituenten in E/Z- oder cis/trans-Konfiguration anordnen können.

Enantiomere sind konfigurationsbezogene Spiegelbildpaare, die sich geometrisch nicht decken. Sie besitzen in achiralen Umgebungen identische physikalische Eigenschaften, unterscheiden sich jedoch in der optischen Aktivität und in Reaktionen mit chiralen Reagenzien. Zuweisungen erfolgen bei chiralem Zentrum durch das rechts-links-System R/S; bei Doppelbindungen durch E/Z-Kennzeichnung entsprechend den CIP-Prioritäten.

Diastereomere umfassen alle Konfigurationsisomere, die keine Spiegelbilder sind. Sie weisen oft unterschiedliche physikalische Eigenschaften (Schmelz- und Siedepunkte) und Reaktionsverhalten auf. Beispiele ergeben sich bei Systemen mit mehreren Stereozentren oder bei Mehrfachbindungen, wo unterschiedliche relative Anordnungen zu verschiedenen Isomeren führen (z. B. E/Z in Mehrfachbindungen oder Threo/Erythro-Konfigurationen in zweifach chiralen Systemen).

In der Praxis ist die Unterscheidung von Konfigurationsisomeren grundlegend in Chemie, Pharmazie und Biologie, insbesondere für die Bestimmung von Aktivität, Wirkung und Verträglichkeit von Substanzen.