Die Cahn-Ingold-Prelog Vorzugsregeln, das CIP System oder die CIP Vereinbarung (nach Robert Sidney Cahn, Christopher Kelk Ingold und Vladimir Prelog) sind eine Reihe von in der organischen Chemie verwendeten Regeln, um den stereoisomers eines Moleküls zu nennen. Ein Molekül kann jede Zahl von stereocenters und jede Zahl von Doppelbindungen enthalten, und jeder verursacht zwei mögliche Konfigurationen. Der Zweck des CIP Systems ist, jedem stereocenter und einem E oder Z Deskriptor zu jeder Doppelbindung zuzuteilen, so dass die Konfiguration des kompletten Moleküls einzigartig durch das Umfassen der Deskriptoren in seinem systematischen Namen angegeben werden kann.

Der Schlüsselartikel von den drei Autoren, die die CIP-Regeln darlegen, wurde 1966 veröffentlicht.

Die Cahn-Ingold-Prelog-Regeln sind von denjenigen anderer Namengeben-Vereinbarung wie allgemeine IUPAC Nomenklatur ausgesprochen verschieden, da sie für die spezifische Aufgabe entworfen werden, stereoisomers aber nicht die allgemeine Klassifikation und Beschreibung von Zusammensetzungen zu nennen.

Schritte für das Namengeben

Die Schritte, um Moleküle mit dem CIP System zu nennen, werden häufig als präsentiert:

1. Identifizierung von stereocenters und Doppelbindungen
2. Die Anweisung von Prioritäten zu den Gruppen hat jedem stereocenter oder doppelt verpfändetem Atom angehaftet
3. Anweisung von R/S und E/Z Deskriptoren

Anweisung von Prioritäten

und E/Z Deskriptoren werden durch das Verwenden eines Systems zugeteilt, um Vorrang der jedem stereocenter beigefügten Gruppen aufzureihen. Dieses Verfahren, das häufig als die Folge-Regeln bekannt ist, ist das Herz des CIP Systems.

1. Vergleichen Sie die Atomnummer (Z) der dem stereocenter direkt beigefügten Atome; die Gruppe, die das Atom der höheren Atomnummer hat, erhält höheren Vorrang.

2. Wenn es ein Band gibt, müssen wir die Atome in der Entfernung 2 vom stereocenter denken — weil eine Liste für jede Gruppe der Atome gemacht wird, die zum stereocenter direkt beigefügtem demjenigen verpfändet sind. Jede Liste wird in der Größenordnung vom Verringern der Atomnummer eingeordnet. Dann sind die Listen verglichenes Atom durch das Atom; am frühsten Unterschied erhält die Gruppe, die das Atom der höheren Atomnummer enthält, höheren Vorrang.

3. Wenn es noch ein Band gibt, wird jedes Atom in jeder der zwei Listen durch eine Subliste der anderen dazu verpfändeten Atome ersetzt (in der Entfernung 3 vom stereocenter), die Sublisten werden in der abnehmenden Ordnung der Atomnummer eingeordnet, und die komplette Struktur ist wieder verglichenes Atom durch das Atom. Dieser Prozess, wird jedes Mal mit Atomen ein Band weiter vom stereocenter wiederholt, bis das Band gebrochen wird.

Isotope

Wenn sich zwei Gruppen nur in Isotopen unterscheiden, werden Massenzahlen an jedem Schritt verwendet, Bande in der Atomnummer zu brechen.

Doppelte und dreifache Obligationen

Wenn ein Atom A zu einem Atom B doppelt verpfändet wird, wird A als behandelt, zu zwei Atomen einzeln verpfändet werden: B und ein Geisteratom, das dieselbe Atomnummer wie B hat, aber nichts außer A beigefügt wird. Der Reihe nach, wenn B durch eine Liste von beigefügten Atomen ersetzt wird, selbst wird in Übereinstimmung mit dem allgemeinen Grundsatz ausgeschlossen, sich zurück entlang einem Band nicht zu verdoppeln, dem gerade gefolgt worden ist, aber ein Geisteratom für A wird eingeschlossen, so dass die Doppelbindung von beiden Enden richtig vertreten wird.

Ein dreifaches Band wird derselbe Weg behandelt, außer dass A und B jeder zwei Geisteratome statt einen trägt.

Es muss auch erwähnt werden, dass zwei substituents auf einem Atom, in seltenen Fällen, geometrischer isomers sein können. Denken Sie zum Beispiel die Zusammensetzung (3Z, 6E)-3,5,7-trimethylnona-3,6-diene. Es wird bald klar, dass der 5-Kohlenstoff-chiral ist, weil es vier verschiedene substituents hat. So ist es notwendig, die Regel einzuführen, dass der Z-isomer höheren Vorrang hat als der E-isomer.

Zyklen

Um ein Molekül zu behandeln, das einen oder mehr Zyklen enthält, muss man sich zuerst ausbreiten es in einen Baum (hat einen hierarchischen Digraph durch die Autoren genannt) durch das Überqueren von Obligationen in allen möglichen Pfaden, die am stereocenter anfangen. Wenn das Traversal auf ein Atom stößt, durch das der aktuelle Pfad bereits gegangen ist, wird ein Geisteratom erzeugt, um den Baum begrenzt zu halten. Ein einzelnes Atom des ursprünglichen Moleküls kann in vielen Plätzen (einige als Geister, einige nicht) im Baum erscheinen.

Das Zuweisen von Deskriptoren

Stereocenters: R/S

Nachdem die substituents eines stereocenter ihre Prioritäten zugeteilt worden sind, wird das Molekül im Raum so orientiert, dass die Gruppe mit dem niedrigsten Vorrang weg vom Beobachter angespitzt wird. Wenn die substituents von 1 (höchster Vorrang) zu 4 numeriert werden (niedrigster Vorrang), dann unterscheidet der Sinn der Folge einer Kurve, die 1, 2 und 3 durchgeht, den stereoisomers. Ein Zentrum mit im Uhrzeigersinn ist der Sinn der Folge ein R oder rectus Zentrum und ein Zentrum mit gegen den Uhrzeigersinn der Sinn der Folge ist ein S oder unheilvolles Zentrum. Die Namen werden aus dem Latein für das Recht abgeleitet und beziehungsweise verlassen.

Eine praktische Methode zu bestimmen, ob ein enantiomer R oder S ist, ist durch das Verwenden der rechten Regel: Man wickelt das Molekül mit den Fingern in der Richtung 123. Wenn die Daumen-Punkte in der Richtung auf den 4. substitutent, der enantiomer R ist. Sonst ist es S.

Es ist in seltenen Fällen möglich, dass sich zwei substituents auf einem Atom nur in ihrer absoluten Konfiguration (R oder S) unterscheiden. Wenn die Verhältnisprioritäten dieser substituents gegründet werden müssen, nimmt R Vorrang vor S. Wenn das geschieht, ist der Deskriptor des stereocenter ein Kleinbuchstabe (r oder s) statt des normalerweise verwendeten Großbuchstabens.

Doppelbindungen: E/Z

Für alkenes und ähnliche doppelte verpfändete Moleküle wird demselben Prioritizing-Prozess für den substituents gefolgt. In diesem Fall ist es das Stellen vom zwei höchsten Vorrang substituents in Bezug auf die Doppelbindung der Sachen. Wenn beider hoher Vorrang substituents auf derselben Seite der Doppelbindung, d. h. in der cis Konfiguration ist, dann wird der stereoisomer eine Konfiguration von Z oder Zusammen zugeteilt. Wenn im Vergleich sie in einer trans Konfiguration sind, dann wird der stereoisomer eine Konfiguration von E oder Entgegen zugeteilt. In diesem Fall werden die sich identifizierenden Briefe aus dem Deutsch für 'zusammen' und 'entgegen' beziehungsweise abgeleitet.

Beispiele

Vielfache Deskriptoren in einem Molekül

Wenn eine Zusammensetzung mehr als einen stereocenter hat, wird jedes Zentrum entweder durch R oder durch S angezeigt.

Zum Beispiel besteht ephedrine mit beiden (1R, 2S) und (1S, 2R) Konfiguration. Diese Zusammensetzung besteht auch als der diastereoisomers mit (1R, 2R) und (1S, 2S) Konfiguration. Die letzten zwei stereoisomers sind nicht ephedrine, aber pseudoephedrine. Alle isomers sind 2 methylamino 1 phenyl 1 propanol in der systematischen Nomenklatur. Pseudoephedrine ist von ephedrine mit nur der dreidimensionalen Konfiguration im Raum, wie in Notenschrift geschrieben, durch die Cahn-Ingold-Prelog-Regeln chemisch verschieden.

Verhältniskonfiguration

Die Verhältniskonfiguration von zwei stereoisomers kann durch die Deskriptoren R und S mit einem Sternchen (*) angezeigt werden. "R *, R *" bedeutet zwei Zentren, die identische Konfigurationen (R, R oder S, S) haben; "R *, S *" bedeutet zwei Zentren, die entgegengesetzte Konfigurationen (R, S oder S, R) haben.

Um zwei anomers zu benennen, wird das stereodescriptors Verhältnisalpha (α) und Beta (β) verwendet. Im α haben anomer der anomeric Kohlenstoff und das Bezugsatom wirklich entgegengesetzte Konfigurationen (R, S oder S, R), wohingegen im β anomer sie dasselbe (beide R oder beide S) sind.

Gesichter

Stereochemistry spielt auch eine Rolle, die Gesichter trigonal Molekülen wie ketones zuteilt. Ein nucleophile in einer nucleophilic Hinzufügung kann sich der carbonyl Gruppe von zwei Gegenseiten oder Gesichtern nähern. Wenn ein achiral nucleophile Angriffsazeton, beide Gesichter identisch sind und es nur ein Reaktionsprodukt gibt. Wenn der nucleophile butanone angreift, sind die Gesichter (enantiotopic) nicht identisch, und ein racemic Produkt resultiert. Wenn der nucleophile ein chiral Molekül diastereoisomers ist, werden gebildet. Wenn ein Gesicht eines Moleküls durch substituents oder geometrische Einschränkungen im Vergleich zum anderen Gesicht beschirmt wird, werden die Gesichter diastereotopic genannt. Dieselben Regeln, die den stereochemistry eines stereocenter (R oder S) auch bestimmen, gelten, wenn sie das Gesicht einer molekularen Gruppe zuteilen. Die Gesichter werden dann die Wiedergesichter und Si-Gesichter genannt. Im Beispiel gezeigt rechts wird die Zusammensetzung acetophenone vom Re-Gesicht angesehen. Hinzufügung von Hydride als in einem Verminderungsprozess von dieser Seite wird den S-enantiomer bilden, und der Angriff vom entgegengesetzten Gesicht von Si wird den R-enantiomer geben. Jedoch sollte man bemerken, dass das Hinzufügen einer chemischen Gruppe zum Prochiral-Zentrum vom Wiedergesicht zu keinem S stereocenter immer führen wird, weil der Vorrang der chemischen Gruppe in Betracht gezogen werden muss. D. h. der absolute stereochemistry des Produktes wird selbstständig und nicht durch das Betrachten bestimmt, von welchem Gesicht es angegriffen wurde. Im obengenannten erwähnten Beispiel, wenn Chlorid (Kl.-) zum Prochiral-Zentrum vom Wiedergesicht hinzugefügt wurde, würde das auf einen R-enantiomer hinauslaufen.