R/S-Stereochemie im Molfile

Ein Struktureditor kann eine chemische Verbindung zeichnen und z.B. im Molfile-Format abspeichern. Obwohl es möglich ist, in diese Zeichnung stereochemische Eigenschaften als Keil oder gestrichelte Bindung einzubringen, bzw. das Stereozentrum oder die Stereogruppe mit dessen Auszeichnungen (R/S oder E/Z) zuordnen, stellt die Bindungsliste (CT) des Molfiles nur die Konstitution (Topologie) des Moleküls dar.

Zusätzliche Stereoinformation muss von der graphischen Darstellung abgeleitet und in Stereodeskriptoren codiert werden (s. Permutationsdeskriptoren). Die Stereodeskriptoren werden dann in entsprechende Felder der Bindungsliste geschrieben.

Der stereochemische Deskriptor der im Molfile zu finden ist, basiert auf der geordneten Liste von Petrarca, Lynch und Rush (PLR). Wipke und Dyott entwickelten dieses Konzept im SEMA- (Stereochemically Extended Morgan Algorithm) Projekt in den frühen 70er weiter. Wie der Name schon verrät, werden die Atome um das Stereozentrum nach dem Morgan Algorithmus nummeriert. Mit Kenntnis der Priorität der Liganden und der Anordnung in der PLR-Liste, kann der Stereodeskriptor bestimmt werden.
Da die Stereochemie nicht immer bestimmt werden kann bzw. manchmal unbekannt ist, muss der Deskriptor mehr als nur die beiden Werte für R und S beinhalten. Dieses Problem wurde mit dem "Paritäts-Wert" gelöst.

Der Paritäts-Wert kann berechnet werden, indem er mit der geordneten Liste verglichen wird. Hierbei werden die durch den Morgan-Algorithmus erhaltenen Indizes so lange vertauscht bis sie in steigender Ordnung sind. Um den Paritäts-Wert nun zuordnen zu können, ist die Anzahl der Permutationen wichtig. Ist die Anzahl ungeradzahlig, ist der Paritäts-Wert 1, ist er geradzahlig, wird der Wert 2. Weiterhin kann der Paritäts-Wert eine 0 bekommen, falls keine Stereochemie am Stereozentrum definiert ist. Ist die Konfiguration unbekannt ist der Wert 3.

Bestimmung des Paritäts-Wertes:

1. eine vorgegebene, willkürlich bezifferte Struktur wird mit Hilfe des Morgan-Algorithmus kanonisiert (im Beispiel sind nur am Stereozentrum die Morgan-Nummern aufgeführt)
2. dann werden die Morgan-Nummern der dem Stereozentrum benachbarten Atome aufgelistet, beginnend mit der kleinsten Zahl. Die weiteren drei Zahlen folgen nach dem Uhrzeigersinn, wobei die Blickrichtung vom Nachbaratom mit der kleinsten Zahl zum Stereozentrum geht.
3. der Paritäts-Wert wird durch die Anzahl der Permutationen bestimmt, die nötig sind, um die Indizes in steigender Ordnung zu bringen (Anzahl ungeradzahlig=1, geradezahlig=2).

Bestimmung der Parität

© Prof. Dr. J. Gasteiger, Dr. Th. Engel, CCC Univ. Erlangen, Thu Dec 18 14:53:54 2003 GMT
 BMBF-Leitprojekt Vernetztes Studium - Chemie