Die Konfiguration von Glucose
Die vier chiralen Zentren in Glucose deuten darauf hin, dass es bis zu sechzehn (24) Stereoisomere mit dieser Konstitution geben kann. Diese würden als acht diastereomere Paare von Enantiomeren existieren, und die anfängliche Herausforderung bestand darin, zu bestimmen, welches der acht der Glukose entspricht. Diese Herausforderung wurde 1891 von dem deutschen Chemiker Emil Fischer angenommen und gelöst. Seine erfolgreiche Überwindung des stereochemischen Labyrinths der Aldohexosen war eine logische Meisterleistung, für die er 1902 den Nobelpreis für Chemie erhielt. Eine der ersten Aufgaben, die sich Fischer stellte, war es, eine Methode zu entwickeln, um die Konfiguration jedes chiralen Zentrums auf eindeutige Weise darzustellen. Zu diesem Zweck erfand er eine einfache Technik zum Zeichnen von Ketten chiraler Zentren, die wir heute die Fischer-Projektionsformel nennen. Klicken Sie auf diesen Link, um eine Übersicht zu erhalten.
Zu der Zeit, als Fischer das Glukose-Projekt in Angriff nahm, war es nicht möglich, die absolute Konfiguration eines Enantiomers zu bestimmen. Daher wählte Fischer die (+)-Glucose willkürlich aus und erstellte ein Netzwerk verwandter Aldose-Konfigurationen, die er als D-Familie bezeichnete. Die Spiegelbilder dieser Konfigurationen wurden dann als L-Familie von Aldosen bezeichnet. Zur Veranschaulichung unter Verwendung des heutigen Wissensstandes sind unten Fischer-Projektionsformeln und Namen für die D-Aldose-Familie (drei bis sechs Kohlenstoffatome) dargestellt, wobei die asymmetrischen Kohlenstoffatome (chirale Zentren) rot gefärbt sind. Das letzte chirale Zentrum in einer Aldosenkette (am weitesten von der Aldehydgruppe entfernt) wurde von Fischer als D / L-Bezeichnungsstelle gewählt. Wenn die Hydroxylgruppe in der Projektionsformel nach rechts zeigte, wurde sie als Mitglied der D-Familie definiert. Eine nach links gerichtete Hydroxylgruppe (das Spiegelbild) repräsentierte dann die L-Familie. Fischers anfängliche Zuordnung der D-Konfiguration hatte eine 50:50 Chance, richtig zu sein, aber alle seine späteren Schlussfolgerungen bezüglich der relativen Konfigurationen verschiedener Aldosen waren solide begründet. 1951 bewiesen Röntgenfluoreszenzstudien an (+)-Weinsäure, durchgeführt in den Niederlanden von Johannes Martin Bijvoet, dass Fischers Wahl richtig war.
Es ist wichtig zu erkennen, dass das Vorzeichen der spezifischen Drehung einer Verbindung (eine experimentelle Zahl) nicht mit ihrer Konfiguration (D oder L) korreliert. Es ist einfach, eine optische Drehung mit einem Polarimeter zu messen. Die Bestimmung einer absoluten Konfiguration erfordert in der Regel eine chemische Umwandlung mit bekannten Verbindungen durch stereospezifische Reaktionswege.
