Regler för Kahn - Ingold - Prelog

Cahn-Ingold-Prelog-regler (ibland sekvensregel , företrädesregler ) är en uppsättning regler som reglerar senioriteten för substituenter i kirala atomer och dubbelbindningar i IUPAC-nomenklaturen [1] . I det följande används en viss senioritet av substituenter för att tilldela absoluta konfigurationsbeteckningar till stereoisomerer: R / S - eller E / Z-. Användningen av en uppsättning sådana beteckningar före det systematiska namnet på en förening gör det möjligt att unikt beskriva konfigurationen av dess molekyl.

Företrädesreglerna publicerades av R. S. Kahn , K. K. Ingold och W. Prelog 1966 [2] .

Kahn-Ingold-Prelog-reglerna skiljer sig från andra kemiska nomenklaturer, eftersom de är inriktade på att lösa ett specifikt problem - beskrivningen av den absoluta konfigurationen av stereoisomerer.

Bestämning av prioritet

I den moderna IUPAC stereokemiska nomenklaturen tilldelas konfigurationer av dubbelbindningar, stereocentra och andra kiralitetselement baserat på det ömsesidiga arrangemanget av substituenter (ligander) vid dessa element. Kahn-Ingold-Prelog-reglerna fastställer ställföreträdarnas senioritet, enligt följande ömsesidigt underordnade bestämmelser [2] [3] .

1. En atom med ett högre atomnummer är äldre än en atom med ett lägre atomnummer . Jämförelse av substituenter utförs på atomen som är direkt ansluten till stereocentret eller dubbelbindningen. Ju högre atomnummer den atom har, desto äldre är substituenten. Om den första atomen i substituenterna är densamma, utförs jämförelsen av atomer som är två bindningar bort från stereocentret (dubbelbindningen) (de så kallade atomerna i det andra lagret). För att göra detta skrivs dessa atomer för varje substituent ut som en lista i ordning efter minskande atomnummer och dessa listor jämförs rad för rad. Senioren är den suppleant till vars fördel den första skillnaden blir. Om substituenternas senioritet inte kan bestämmas av atomerna i det andra skiktet, utförs jämförelsen av atomerna i det tredje skiktet, och så vidare tills den första skillnaden.
2. En atom med högre atommassa är äldre än en atom med lägre atommassa . Denna regel gäller vanligtvis isotoper, eftersom de inte kan särskiljas med sitt atomnummer.
3. Seccis-substituenterna är äldre än sectrans- substituenterna . Denna regel gäller för substituenter som innehåller dubbelbindningar eller plana fyrkoordinatfragment.
4. De  diastereomera substituenterna med liknande beteckningar är äldre än de diastereomera substituenterna med olika beteckningar .  De förra inkluderar substituenter med beteckningarna RR , SS , MM , PP , seccisseccis , sectranssectrans , Rseccis , Ssectrans , Mseccis och RM , SP . Den andra inkluderar substituenter med beteckningarna RS , MP , RP , SM , seccissectrans , Rsectrans , Sseccis , Pseccis och Msectrans .
5. R- eller M -substituenten är äldre än S- eller P - substituenten .

Reglerna tillämpas sekventiellt efter varandra, om det inte är möjligt att fastställa suppleanternas företräde med hjälp av den tidigare. Den exakta formuleringen av reglerna 4 och 5 diskuteras för närvarande [4] [5] .

Användningsexempel

I R / S -nomenklaturen

Tilldelningen av en R- eller S -konfiguration till ett stereocenter baseras på det ömsesidiga arrangemanget av substituenter ( ligander ) runt stereocentret. Samtidigt, i början, bestäms deras senioritet enligt Cahn-Ingold-Prelog-reglerna, sedan placeras den tredimensionella bilden av molekylen så att juniorsubstituenten är placerad bakom bildplanet, varefter riktningen för att minska ancienniteten för de återstående substituenterna bestäms. Om senioriteten minskar medurs, betecknas stereocenterkonfigurationen R ( latin  rectus  - höger). I det motsatta fallet betecknas konfigurationen med S ( lat.  sinister  - vänster) [6] [7]

I E / Z -nomenklaturen

π-Diastereomerer ( geometriska isomerer ) kan ha olika konfigurationer beroende på arrangemanget av substituenterna på dubbelbindningen . I detta fall får dubbelbindningen beteckningen E ( tyska  entgegen  - motsatt) om de två seniorsubstituenterna vid varje kolatom i dubbelbindningen finns på motsatta sidor av denna dubbelbindning. Om seniorsubstituenterna är på samma sida av dubbelbindningens plan, så har en sådan dubbelbindning en Z -konfiguration ( tyska  zusammen  - tillsammans). Samtidigt bestäms även suppleanternas anciennitet enligt Kahn-Ingold-Prelog-reglerna [8] .

I nomenklaturen för övre sidor

Kahn-Ingold-Prelog-reglerna används också för att beteckna sidorna av plana trigonala molekyler, såsom ketoner . Till exempel är sidorna av aceton identiska eftersom attack av nukleofilen från båda sidor av den plana molekylen resulterar i en enda produkt. Om en nukleofil attackerar butanon-2 är sidorna av butanon-2 icke-identiska (enantiotop), eftersom attacker på olika sidor producerar enantiomera produkter. Om ketonen är kiral, kommer bindning till motsatta sidor att resultera i bildandet av diastereomera produkter, så sådana sidor kallas diastereotopiska.

För att beteckna toppsidorna används beteckningarna re och si , som reflekterar riktningen för att minska senioriteten för substituenter vid den trigonala kolatomen i karbonylgruppen . Till exempel, i illustrationen, är acetofenonmolekylen synlig från återsidan .

Anteckningar

1. ↑ IUPAC Gold Book - CIP-prioritet . Hämtad 5 februari 2013. Arkiverad från originalet 14 februari 2013. (obestämd)
2. ↑ 1 2 Cahn RS, Ingold C., Prelog V. Specification of Molecular Chirity   // Angew . Chem. Int. Ed. - 1966. - Vol. 5 , nej. 4 . — S. 385–415 . - doi : 10.1002/anie.196603851 .
3. ↑ Föredragna IUPAC-namn. Kapitel 9 (inte tillgänglig länk) . Hämtad 5 februari 2013. Arkiverad från originalet 14 februari 2013. (obestämd) 
4. ↑ Mata P., Lobo AM CIP-sekvensreglerna: Analys och förslag till revision  //  Tetrahedron: Asymmetry. - 1993. - Vol. 4 , nr. 4 . — S. 657–668 . - doi : 10.1016/S0957-4166(00)80173-1 .
5. ↑ Mata P., Lobo AM. Cahn-, Ingold- och Prelog-systemet: eliminering av tvetydighet i jämförelsen av diastereomorfa och enantiomorfa ligander   // Tetrahedron: Asymmetry . - 2005. - Vol. 16 , nr. 13 . — S. 2215–2223 . - doi : 10.1016/j.tetasy.2005.05.037 .
6. ↑ Kahn, Dermer, 1983 , sid. 156-159.
7. ↑ Potapov, 1988 , sid. 21-23.
8. ↑ Potapov, 1988 , sid. 25.

Litteratur

• Potapov V. M. Stereokemi. - M .: Chemistry, 1988. - ISBN 5-7245-0376-X .
• Kahn R., Dermer O. Introduction to Chemical Nomenclature = Introduction to Chemical Nomenclature / Per. från engelska. N.N. Shcherbinovskaya, red. V.M. Potapova, R.A. Lidina. - M . : Chemistry, 1983. - 224 sid.