computer-aided structure elucidation. spectra interpretation and structure generation. von ernö...

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Kunststoff aus MilchsȨure und Schaum- stoff aus RicinusɆl von S. Horn, H. J. Bader und K. Buchholz beschrieben. Experimente werden auch im Kapitel „Energieeintrag durch Mikrowelle und Ultraschall“ von A. Lɒhken und H. J. Bader vorgestellt. Die LɆsungsmittel- problematik im Labor wird am Beispiel der Rɒckstandsanalytik von Pflanzen- schutzmitteln von A. Eickhoff und R. Kreuzig diskutiert. Diese Kapitel der deutschen Aus- gabe, die als Material fɒr den Lehrer einzuordnen sind, fehlen in der ameri- kanischen und sind in der englischen als Zusatzmaterial bereitgestellt. MɆgli- cherweise deshalb, weil es sich bei den angloamerikanischen Ausgaben explizit um Material fɒr Schɒler ab etwa 16 Jahren handelt. Dafɒr werden den ame- rikanischen Schɒlern zur ErlȨuterung des Prinzips „Using safer materials for chemical reactions“ ein sehr schɆnes Experiment, bei dem Vitamin C anstelle eines Quecksilbersalzes benutzt wird, und zur Verdeutlichung des Prinzips „Using renewable resources“ einige Experimente zum Biodiesel angeboten. Das Prinzip „Safer solvents for chemical processes“ wird am Beispiel des Ein- satzes von flɒssigem CO 2 in der chemi- schen Reinigung verdeutlicht, das auch unter dem Titel „Neue Verfahren in der chemischen Reinigung“ in die GDCh- Ausgabe aufgenommen wurde. Anhand von Schɒlerexperimenten werden die Grundlagen der Wirkung von Seifen und Tensiden, der chemischen Reini- gung und der in Europa strȨflich ver- nachlȨssigten Methode der Reinigung mit flɒssigem CO 2 erlȨutert. Ein wichti- ges Prinzip der „Green Chemistry“ ist die Vermeidung von AbfȨllen bei che- mischen Prozessen durch die Auswahl der richtigen Reaktion unter Berɒck- sichtigung der AtomɆkonomie. Dieses Prinzip wird in allen drei Publikationen zunȨchst an einfachen und schließlich einem komplexen Beispiel, der Syn- these von Ibuprofen, sehr anschaulich dargestellt, wobei der Schɒler beim Durcharbeiten der verschiedenen Akti- vitȨten eine Menge ɒber StɆchiometrie lernt. Das Ibuprofen-Beispiel wird in der RSC-Variante noch wesentlich aus- fɒhrlicher behandelt. Dem Thema „Using lower amounts of energy for chemical processes“ ist nur in der ACS-Ausgabe ein Kapitel gewid- met, wȨhrend „Returning safe substan- ces to the environment“ mit dem Kapi- tel „The need to green our wastes“ in der ACS- und der RSC-Ausgabe behan- delt wird. Die Internet-Version der RSC, die ɒbrigens frei zugȨnglich und gut organisiert ist, bietet als einzige ein sehr informatives Glossar, das mit den Begriffen in den Texten ɒber Links verbunden ist, sodass Schɒler und Lehrer komfortabel damit arbeiten kɆnnen. Den einheitlichen Abschluss bilden die zwɆlf Prinzipien der „Green Chemistry“ von P. Anastas und J.C. Warner. Leider hat sich gerade hier in der deutschen, leider nur mȨßigen Ƞber- setzung ein schwerwiegender Fehler eingeschlichen, der korrigiert werden muss. Da steht doch tatsȨchlich als 9. Prinzip: „Katalytische Reaktionen sind stɆchiometrischen vorzuziehen.“ Auch „Green Chemistry“ hat noch nicht das Gesetz von der Erhaltung der Masse aufgehoben. Anastas und Warner haben ganz schlicht gesagt : „Catalytic reagents are superior to stochiometric reagents.“ Das stimmt zwar auch nicht generell, widerspricht aber wenigstens nicht den Grundlagen der Chemie. Es ist zu hoffen, dass dieses gemein- same Projekt der drei wichtigsten che- mischen Gesellschaften nicht nur an Schulen und Hochschulen der ganzen Welt intensiv in den Grundkursen der Chemie genutzt wird, indem seine Inhalte zunehmend in die Curricula eingebaut werden, sondern auch natio- nal und international intensiv weiter- entwickelt wird. Ein abschließendes Wort in eigener Sache: Im Jahr 1997 habe ich in meiner Besprechung von Green Chemistry. Designing Chemistry for the Environment (Angew. Chem. 1997, 109, 812; Angew. Chem. Int. Ed. Engl. 1997, 36, 783) die Auffassung vertreten, im Deutschen kɆnne man nicht „Grɒne Chemie“ sagen, da dieser Begriff politisch belastet sei. Darɒber ist die Zeit hinweggegangen. „Green Chemistry“ hat sich weltweit durchge- setzt. Jɒrgen O. Metzger Institut fɒr Reine und Angewandte Chemie der UniversitȨt Oldenburg Computer-Aided Structure Elucidation Spectra Interpreta- tion and Structure Generation. Von ErnɆ Pretsch, GƁbor TɃth, Morton E. Munk und Martin Badertscher . Wiley- VCH, Weinheim 2002. XI + 279 S., Boschur, 42.90 E.—ISBN 3-527-30640-4 Jeder in der organischen Synthese tȨtige Chemiker wird spȨtestens ab der Diplomarbeit das Problem kennen, dass eine Reaktion nicht stets so lȨuft wie geplant. Die StrukturaufklȨrung einer neuen, unerwarteten Verbindung wird dann zum Puzzlespiel. Je nach Gemɒt und Fantasie bereitet dieses Spiel Vergnɒgen oder auch nicht. In jedem Fall aber ist es mit einem oft erheblichen Zeitaufwand verbunden, der im Computerzeitalter nicht mehr gerechtfertigt erscheint. Zur LɆsung solcher Probleme bei der Strukturauf- klȨrung bietet dieses Buch eine wert- volle Hilfe. Auf insgesamt 279 Seiten findet sich eine Kombination aus Anleitung und Beispielen, unterstɒtzt durch die mitge- lieferte Software Assemble des Schwei- zer Unternehmens Upstream, die das Kernstɒck des Buches bildet. Assemble ist ein Strukturgenerierungsprogramm, das als Eingabe die Summenformel der Verbindung benɆtigt (die z.B. aus dem Massenspektrum erhalten wurde). Das Buch beginnt mit einer ErklȨrung der Eingabemasken des Programms. Es schließen sich als zentraler Teil 18 Dar- stellungen ausgearbeiteter Probleme an, mit denen auf didaktisch geschickte Weise erlȨutert wird, wie sich eine klassische Spektreninterpretation (IR, 1 H- und 13 C-NMR, DEPT, COSY, HMQC/HSQC, HMBC) mit Assemble kombiniert lȨsst, um in kɒrzester Zeit zur eindeutigen Konstitution der gesuchten Verbindung zu gelangen. Die QualitȨt der Spektren ist erstklassig. Die LɆsungen zu den Problemen sind am Buchende in einer Ƞbersicht tabel- larisch zusammengefasst. Es schließt Angewandte Chemie 677 Angew. Chem. 2004, 116, 675 – 678 www.angewandte.de # 2004 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

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Page 1: Computer-Aided Structure Elucidation. Spectra Interpretation and Structure Generation. Von Ernö Pretsch, Gábor Tóth, Morton E. Munk und Martin Badertscher

Kunststoff aus Milchs�ure und Schaum-stoff aus Ricinus�l von S. Horn, H. J.Bader und K. Buchholz beschrieben.Experimente werden auch im Kapitel„Energieeintrag durch Mikrowelle undUltraschall“ von A. L*hken und H. J.Bader vorgestellt. Die L�sungsmittel-problematik im Labor wird am Beispielder R*ckstandsanalytik von Pflanzen-schutzmitteln von A. Eickhoff und R.Kreuzig diskutiert.

Diese Kapitel der deutschen Aus-gabe, die als Material f*r den Lehrereinzuordnen sind, fehlen in der ameri-kanischen und sind in der englischen alsZusatzmaterial bereitgestellt. M�gli-cherweise deshalb, weil es sich bei denangloamerikanischen Ausgaben explizitum Material f*r Sch*ler ab etwa 16Jahren handelt. Daf*r werden den ame-rikanischen Sch*lern zur Erl�uterungdes Prinzips „Using safer materials forchemical reactions“ ein sehr sch�nesExperiment, bei dem Vitamin C anstelleeines Quecksilbersalzes benutzt wird,und zur Verdeutlichung des Prinzips„Using renewable resources“ einigeExperimente zum Biodiesel angeboten.Das Prinzip „Safer solvents for chemicalprocesses“ wird am Beispiel des Ein-satzes von fl*ssigem CO2 in der chemi-schen Reinigung verdeutlicht, das auchunter dem Titel „Neue Verfahren in derchemischen Reinigung“ in die GDCh-Ausgabe aufgenommen wurde. Anhandvon Sch*lerexperimenten werden dieGrundlagen der Wirkung von Seifenund Tensiden, der chemischen Reini-gung und der in Europa str�flich ver-nachl�ssigten Methode der Reinigungmit fl*ssigem CO2 erl�utert. Ein wichti-ges Prinzip der „Green Chemistry“ istdie Vermeidung von Abf�llen bei che-mischen Prozessen durch die Auswahlder richtigen Reaktion unter Ber*ck-sichtigung der Atom�konomie. DiesesPrinzip wird in allen drei Publikationenzun�chst an einfachen und schließlicheinem komplexen Beispiel, der Syn-these von Ibuprofen, sehr anschaulichdargestellt, wobei der Sch*ler beimDurcharbeiten der verschiedenen Akti-vit�ten eine Menge *ber St�chiometrielernt. Das Ibuprofen-Beispiel wird inder RSC-Variante noch wesentlich aus-f*hrlicher behandelt.

Dem Thema „Using lower amountsof energy for chemical processes“ ist nurin der ACS-Ausgabe ein Kapitel gewid-

met, w�hrend „Returning safe substan-ces to the environment“ mit dem Kapi-tel „The need to green our wastes“ inder ACS- und der RSC-Ausgabe behan-delt wird. Die Internet-Version derRSC, die *brigens frei zug�nglich undgut organisiert ist, bietet als einzige einsehr informatives Glossar, das mit denBegriffen in den Texten *ber Linksverbunden ist, sodass Sch*ler undLehrer komfortabel damit arbeitenk�nnen.

Den einheitlichen Abschluss bildendie zw�lf Prinzipien der „GreenChemistry“ von P. Anastas und J. C.Warner. Leider hat sich gerade hier inder deutschen, leider nur m�ßigen<ber-setzung ein schwerwiegender Fehlereingeschlichen, der korrigiert werdenmuss. Da steht doch tats�chlich als 9.Prinzip: „Katalytische Reaktionen sindst�chiometrischen vorzuziehen.“ Auch„Green Chemistry“ hat noch nicht dasGesetz von der Erhaltung der Masseaufgehoben. Anastas und Warner habenganz schlicht gesagt: „Catalytic reagentsare superior to stochiometric reagents.“Das stimmt zwar auch nicht generell,widerspricht aber wenigstens nicht denGrundlagen der Chemie.

Es ist zu hoffen, dass dieses gemein-same Projekt der drei wichtigsten che-mischen Gesellschaften nicht nur anSchulen und Hochschulen der ganzenWelt intensiv in den Grundkursen derChemie genutzt wird, indem seineInhalte zunehmend in die Curriculaeingebaut werden, sondern auch natio-nal und international intensiv weiter-entwickelt wird. Ein abschließendesWort in eigener Sache: Im Jahr 1997habe ich in meiner Besprechung vonGreen Chemistry. Designing Chemistryfor the Environment (Angew. Chem.1997, 109, 812; Angew. Chem. Int. Ed.Engl. 1997, 36, 783) die Auffassungvertreten, im Deutschen k�nne mannicht „Gr*ne Chemie“ sagen, da dieserBegriff politisch belastet sei. Dar*ber istdie Zeit hinweggegangen. „GreenChemistry“ hat sich weltweit durchge-setzt.

J�rgen O. MetzgerInstitut f�r Reine undAngewandte Chemieder Universit�t Oldenburg

Computer-Aided StructureElucidation

Spectra Interpreta-tion and StructureGeneration. VonErn Pretsch, G�borT�th, Morton E.Munk und MartinBadertscher. Wiley-VCH, Weinheim2002. XI + 279 S.,Boschur,42.90 E.—ISBN3-527-30640-4

Jeder in der organischen Synthese t�tigeChemiker wird sp�testens ab derDiplomarbeit das Problem kennen,dass eine Reaktion nicht stets so l�uftwie geplant. Die Strukturaufkl�rungeiner neuen, unerwarteten Verbindungwird dann zum Puzzlespiel. Je nachGem*t und Fantasie bereitet diesesSpiel Vergn*gen oder auch nicht. Injedem Fall aber ist es mit einem ofterheblichen Zeitaufwand verbunden,der im Computerzeitalter nicht mehrgerechtfertigt erscheint. Zur L�sungsolcher Probleme bei der Strukturauf-kl�rung bietet dieses Buch eine wert-volle Hilfe.

Auf insgesamt 279 Seiten findet sicheine Kombination aus Anleitung undBeispielen, unterst*tzt durch die mitge-lieferte Software Assemble des Schwei-zer Unternehmens Upstream, die dasKernst*ck des Buches bildet. Assembleist ein Strukturgenerierungsprogramm,das als Eingabe die Summenformel derVerbindung ben�tigt (die z.B. aus demMassenspektrum erhalten wurde). DasBuch beginnt mit einer Erkl�rung derEingabemasken des Programms. Esschließen sich als zentraler Teil 18 Dar-stellungen ausgearbeiteter Probleme an,mit denen auf didaktisch geschickteWeise erl�utert wird, wie sich eineklassische Spektreninterpretation (IR,1H- und 13C-NMR, DEPT, COSY,HMQC/HSQC, HMBC) mit Assemblekombiniert l�sst, um in k*rzester Zeitzur eindeutigen Konstitution dergesuchten Verbindung zu gelangen.Die Qualit�t der Spektren ist erstklassig.Die L�sungen zu den Problemen sindam Buchende in einer <bersicht tabel-larisch zusammengefasst. Es schließt

AngewandteChemie

677Angew. Chem. 2004, 116, 675 – 678 www.angewandte.de 4 2004 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim

Page 2: Computer-Aided Structure Elucidation. Spectra Interpretation and Structure Generation. Von Ernö Pretsch, Gábor Tóth, Morton E. Munk und Martin Badertscher

sich ein Kapitel „Additional Remarks“an, in dem grundlegende Konzepte nocheinmal umrissen werden: Doppelbin-dungs�quivalente, Massenspektromet-rie, NMR-Spektroskopie. Hier werdenauch die Begriffe homotop, enantiotopund diastereotop sauber definiert, undes werden Beispiele f*r die Nomenkla-tur von Spinsystemen gegeben. Dasabschließende 45-seitige Kapitel ist einausf*hrlicher, sehr gut gelungener<bungskurs zur Anwendung vonAssemble. Hier erst werden die vielf�l-tigen M�glichkeiten erkennbar, mitdenen man die Suche nach der richtigenStruktur gem�ß den vorhandenen funk-tionellen Gruppen und Fragmenten ein-schr�nken und damit zeitlich beschleu-nigen kann (z.B. durch Mindest- undH�chstzahl von Ringen, Zahl derSignale im 13C-Spektrum und damitMolek*lsymmetrie, Hybridisierung ein-zelner Atome, prim�re, sekund�re, ter-ti�re und quart�re Kohlenstoffatome).Der Leser lernt, wie durch „Postproces-sing“ die Zahl der m�glichen Strukturen*ber weitere Randbedingungen soweitreduziert werden kann, bis am Schlusseine oder einige wenige Verbindungen*brigbleiben, unter denen dann tats�ch-lich auch die gesuchte Verbindung zufinden ist. Die erhaltenen Verbindungenk�nnen einzeln dreidimensional darge-

stellt und gemeinsam im 2D-Format(sdf) abgespeichert werden.

Als weitere Software wird NMR-Prediction mitgeliefert. Mithilfe desEditors JUME (der sowohl f*r NMR-Prediction als auch f*r Assemble ver-wendet wird) kann eine Strukturgezeichnet und anschließend ihre 1H-und 13C-chemischen Verschiebungenberechnet werden. Die Absch�tzungenberuhen auf Inkrementsystemen, diejedoch sorgf�ltig und aufw�ndig pro-grammiert sind. Die Ergebnisse sind*berraschend genau und sicher besserals die der meisten Freeware-Tools.Dass die Software nat*rlich nicht mitgroßen Paketen konkurrieren kann, dieauch auf Datenbanken zur*ckgreifen,liegt auf der Hand. Auch werden dia-stereotope Atome/Gruppen nicht unter-schieden.

Die Softwarepakete Assemble undNMR-Prediction sind als Demoversio-nen enthalten und damit in ihrer Funk-tionalit�t eingeschr�nkt. So k�nnenmaximal 15 Nichtwasserstoffatome ein-gegeben werden, und die Tools sindteilweise auf die Beispiele im Buchbeschr�nkt. Die Vollversion vonAssemble kostet 2400 E (Industrie)und 1200 E (nichtkommerziell) pro Ein-zellizenz, die entsprechenden Preise f*rNMR Prediction sind 490 E und 245 E.

Das Arbeiten mit diesem Buchmacht selbst dem erfahrenen Spektros-kopiker viel Spaß. Wenn man glaubt, f*reine einfache Verbindung „per Hand“alle m�glichen und sinnvollen Konstitu-tionen ermittelt zu haben – Assemblebelehrt einen stets eines Besseren undzeigt die Grenzen der eigenen Intuitionauf. Dieses Buch erachten wir wegenseines didaktischen Aufbaus als sehrn*tzlich f*r die Lehre und wegen derVielzahl an praktischen Tipps und Hin-weisen als wertvolles Hilfsmittel zurProbleml�sung im organischen Labor.Als Kritik ließe sich anf*hren, dass die„Selected References“ in der Tat starkselektiert sind und gerade mal sechsZitate umfassen. Hier h�tte man sichdeutlich mehr gew*nscht, unter ande-rem auch Hinweise auf andere Soft-warepakete wie ACD oder SpecInfo.Trotzdem: ein ausgezeichnetes Buch,das eine Marktl*cke schließt und inkeiner Bibliothek fehlen sollte.

Walter Bauer, Anselm H. C. HornInstitut f�r Organische ChemieComputer-Chemie-CentrumUniversit�t Erlangen-N�rnberg

DOI: 10.1002/ange.200385101

B�cher

678 4 2004 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim www.angewandte.de Angew. Chem. 2004, 116, 675 – 678