Regulile lui Kahn - Ingold - Prelog

Regulile Cahn-Ingold-Prelog (uneori, regulă de secvență , reguli de precedență ) este un set de reguli care guvernează vechimea substituenților în atomii chirali și legăturile duble în nomenclatura IUPAC [1] . În cele ce urmează, o anumită vechime a substituenților este utilizată pentru a atribui desemnări absolute de configurație stereoizomerilor: R / S - sau E / Z-. Utilizarea unui set de astfel de denumiri înaintea denumirii sistematice a unui compus face posibilă descrierea unică a configurației moleculei sale.

Regulile de precedență au fost publicate de R. S. Kahn , K. K. Ingold și W. Prelog în 1966 [2] .

Regulile Kahn-Ingold-Prelog diferă de alte nomenclaturi chimice, deoarece sunt concentrate pe rezolvarea unei probleme specifice - descrierea configurației absolute a stereoizomerilor.

Determinarea precedenței

În nomenclatura stereochimică modernă IUPAC, configurațiile de legături duble, stereocentri și alte elemente de chiralitate sunt atribuite pe baza aranjamentului reciproc al substituenților (liganzilor) la aceste elemente. Regulile Kahn-Ingold-Prelog stabilesc vechimea deputaților, conform următoarelor prevederi care se subordonează reciproc [2] [3] .

  1. Un atom cu un număr atomic mai mare este mai vechi decât un atom cu un număr atomic mai mic . Comparația substituenților se realizează pe atomul care este conectat direct la stereocentrul sau legătura dublă. Cu cât numărul atomic al acelui atom este mai mare, cu atât substituentul este mai vechi. Dacă primul atom al substituenților este același, comparația este efectuată de atomi care sunt la două legături distanță de stereocentru (legătură dublă) (așa-numiții atomi ai celui de-al doilea strat). Pentru a face acest lucru, acești atomi pentru fiecare substituent sunt trecuți ca o listă în ordinea descrescătoare a numărului atomic și aceste liste sunt comparate rând cu rând. Seniorul este deputatul în favoarea căruia va fi prima diferență. Dacă vechimea substituenților nu poate fi determinată de atomii celui de-al doilea strat, comparația este efectuată de atomii celui de-al treilea strat și așa mai departe până la prima diferență.
  2. Un atom cu o masă atomică mai mare este mai vechi decât un atom cu o masă atomică mai mică . Această regulă se aplică de obicei izotopilor, deoarece nu pot fi distinși după numărul lor atomic.
  3. Substituenții seccis sunt mai vechi decât substituenții sectrans . Această regulă se aplică substituenților care conțin legături duble sau fragmente plane cu patru coordonate.
  4. Substituenţii  diastereomerici cu denumiri similare sunt mai vechi decât substituenţii diastereomerici cu denumiri diferite .  Primii includ substituenţi cu denumirile RR , SS , MM , PP , seccisseccis , sectranssectrans , Rseccis , Ssectrans , Mseccis şi RM , SP . Al doilea include substituenţi cu denumirile RS , MP , RP , SM , seccissectrans , Rsectrans , Sseccis , Pseccis şi Msectrans .
  5. Substituentul R sau M este mai vechi decât substituentul S sau P.

Regulile se aplică succesiv una după alta, dacă nu este posibilă determinarea priorității deputaților care folosesc cea precedentă. Formularea exactă a regulilor 4 și 5 este în prezent în discuție [4] [5] .

Exemple de utilizare

În nomenclatura R / S

Alocarea unei configurații R sau S unui stereocentru se bazează pe aranjarea reciprocă a substituenților ( liganzi ) în jurul stereocentrului. În același timp, la început, vechimea lor este determinată conform regulilor Cahn-Ingold-Prelog, apoi imaginea tridimensională a moleculei este poziționată astfel încât substituentul junior să fie situat în spatele planului imaginii, după care direcția de scădere a vechimii substituenţilor rămaşi se determină. Dacă vechimea scade în sensul acelor de ceasornic, atunci configurația stereocentrului este desemnată R ( latină  rectus  - dreapta). În cazul opus, configurația este notată cu S ( lat.  sinistru  - stânga) [6] [7]

În E / Z -nomenclatură

π-Diastereomerii ( izomeri geometrici ) pot avea configurații diferite în funcție de aranjarea substituenților pe legătura dublă . În acest caz, legătura dublă primește denumirea E ( entgegen germană   - opus) dacă cei doi substituenți superiori de la fiecare atom de carbon al legăturii duble sunt pe părțile opuse ale acestei duble legături. Dacă substituenții seniori sunt pe aceeași parte a planului dublei legături, atunci o astfel de legătură dublă are o configurație Z ( germană zusammen  - împreună). Totodată, vechimea deputaților este determinată și conform regulilor Kahn-Ingold-Prelog [8] .  

În nomenclatorul laturilor superioare

Regulile Kahn-Ingold-Prelog sunt, de asemenea, folosite pentru a desemna laturile moleculelor trigonale plane, cum ar fi cetonele . De exemplu, părțile laterale ale acetonei sunt identice, deoarece atacarea nucleofilului de pe ambele părți ale moleculei plane are ca rezultat un singur produs. Dacă un nucleofil atacă butanona-2 , atunci părțile laterale ale butanonei-2 nu sunt identice (enantiotopice), deoarece atacarea părților diferite produce produse enantiomerice . Dacă cetona este chirală, atunci atașarea la părțile opuse va duce la formarea de produse diastereomerice , astfel încât astfel de părți sunt numite diastereotopice.

Pentru a desemna părțile superioare, se folosesc denumirile re și si , care reflectă, respectiv, direcția de scădere a seniorității substituenților la atomul de carbon trigonal al grupării carbonil . De exemplu, în ilustrație, molecula de acetofenonă este vizibilă din față .

Note

  1. Cartea de aur IUPAC - prioritate CIP . Consultat la 5 februarie 2013. Arhivat din original pe 14 februarie 2013.
  2. 1 2 Cahn RS, Ingold C., Prelog V. Specification of Molecular Chirality   // Angew . Chim. Int. Ed. - 1966. - Vol. 5 , nr. 4 . — P. 385–415 . - doi : 10.1002/anie.196603851 .
  3. Nume IUPAC preferate. Capitolul 9 (link indisponibil) . Consultat la 5 februarie 2013. Arhivat din original pe 14 februarie 2013. 
  4. Mata P., Lobo AM Regulile secvenței CIP: Analiză și propunere de revizuire  //  Tetraedru: Asimetrie. - 1993. - Vol. 4 , nr. 4 . — P. 657–668 . - doi : 10.1016/S0957-4166(00)80173-1 .
  5. Mata P., Lobo AM The Cahn, Ingold and Prelog System: eliminarea ambiguității în comparația liganzilor diastereomorfi și enantiomorfi   // Tetrahedron: Asymmetry . - 2005. - Vol. 16 , nr. 13 . — P. 2215–2223 . - doi : 10.1016/j.tetasy.2005.05.037 .
  6. Kahn, Dermer, 1983 , p. 156-159.
  7. Potapov, 1988 , p. 21-23.
  8. Potapov, 1988 , p. 25.

Literatură