Enantiomerenüberschuss

Der Enantiomerenüberschuss ee (englisch: enantiomeric excess, Begriff geprägt 1971 von Morrison und Mosher) gibt in der Stereochemie den Überschuss eines Enantiomers in einem Enantiomerengemisch an.

Definition

Schematische Darstellung eines 40 %igen Enantiomerenüberschusses (ee = 40 %).

$ee={\frac {|m_{1}-m_{2}|}{m_{1}+m_{2}}}\cdot 100\,\%$

mit

$m_{1}$ : Masse des Enantiomers 1
$m_{2}$ : Masse des Enantiomers 2.

Im Beispiel aus der Abbildung können bei Massenanteilen der Enantiomere von 70 % zu 30 % je 30 Prozentpunkte der Enantiomere als racemisches Gemisch und der Rest des überschüssigen Enantiomers rein vorliegen, was einen 40 %igen Enantiomerenüberschuss für das Enantiomerengemisch bedeutet $\left(ee=40\,\%\right).$

Die Grenzfälle für den Enantiomerenüberschuss sind:

$ee=0\,\%$ bei einem Racemat (1:1-Gemisch der Enantiomere 1 und 2)
$ee=100\,\%$ bei einer enantiomeren-reinen Verbindung.

Enantiomerenüberschuss und Drehwert

In der Praxis bedeutet ein bestimmter Enantiomerenüberschuss oft, dass bei einer Messung des Drehwertes einer optisch aktiven Lösung nur der entsprechende Prozentsatz des theoretischen Drehwertes der enantiomerenreinen Lösung gemessen wird.

Genaugenommen wird über den Drehwert aber nur die optische Reinheit gemessen (englisch optical purity). Verunreinigungen der untersuchten Probe mit Nebenprodukten (egal ob achiral oder enantiomerenrein) können dazu führen, dass die optische Reinheit nicht mit dem Enantiomerenüberschuss übereinstimmt:

$op\neq ee$

sowohl ein höherer als auch ein niedrigerer Enantiomerenüberschuss als tatsächlich vorhanden kann vorgetäuscht werden.

Enantiomerenüberschuss und Enantiomerenverhältnis

Nach Vorschlag der IUPAC soll daher der Enantiomerenüberschuss zunehmend durch das Enantiomerenverhältnis ersetzt werden, das aus dem Enantiomerenüberschuss berechnet werden kann:

$er={\frac {1+ee}{1-ee}}$

Im Beispiel aus der Abbildung ist das Enantiomerenverhältnis daher $er={\tfrac {7}{3}}.$

Obige Formel kann umgestellt werden zu:

$\Leftrightarrow ee={\frac {er-1}{er+1}}.$

Das Enantiomerenverhältnis kann auch direkt gemessen werden, vorwiegend mit

chromatographischen Methoden (Dünnschicht-, Gas- oder Hochdruckflüssigkeitschromatographie unter Verwendung chiraler stationärer Phasen)
speziellen NMR-Techniken.

Siehe auch

Basierend auf einem Artikel in:

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