Stereoselektivität

Stereoselektivität, auch Stereoselektivität genannt, bezeichnet die Eigenschaft einer chemischen Reaktion, bevorzugt eines von mehreren möglichen Stereoisomeren zu bilden. Stereoisomere unterscheiden sich durch unterschiedliche räumliche Anordnungen der Atome, zum Beispiel Enantiomeren oder Diastereomeren. Die Stereoselektivität ist zentral für die praxisrelevante Synthese, besonders in der pharmazeutischen und agrochemischen Industrie, da verschiedene Stereoisomere oft unterschiedliche biologische Eigenschaften besitzen.

Enantioselektivität beschreibt die Bevorzugung eines Enantiomers bei einer Reaktion. Das Enantiomerenverhältnis lässt sich durch den Enantiomerieüberschuss (ee) quantifizieren, definiert als ee = (|R − S|)/(R + S) × 100 %, wobei R- und S-Anteile der Verteilung entsprechen. Werte nahe 100 % kennzeichnen hohe Enantioselektivität. Enantioselektivität wird häufig durch chirale Katalysatoren oder chirale Reagenzien erzielt, etwa in asymmetrischen Hydrierungen, Sharpless-Epoxidationen oder Katalysen mit Chiral-Liganden.

Diastereoselektivität beschreibt die Bevorzugung einer bestimmten Diastereomerenform. Diese wird durch den diastereomerischen Überschuss (de) oder das Verhältnis der Diastereomeren (dr) angegeben. de bzw. dr reichen von 0 % (Zufallsverteilung) bis 100 % (vollständige Bevorzugung). Mechanismen hängen oft von sterischen Effekten, chelatenen Übergangszuständen oder thermodynamischer Stabilität ab.

Faktoren, die Stereoselektivität beeinflussen, umfassen chirale Katalysatoren oder Enzyme, Substratstruktur, Lösungsmittel, Temperatur und Reaktionszeit. Die Bestimmung von ee und dr erfolgt typischerweise mit chromatografischen Methoden (chirale Säulen-HPLC oder GC) oder NMR-Analysen.

Stereoselektivität ist ein zentrales Konzept in der Synthetik, da unterschiedliche Stereoisomere oft unterschiedliche physikalische Eigenschaften, Aktivität und Sicherheit aufweisen.