Перегляд вихідного коду сторінки Правила Кана – Інґольда – Прелога

'''Правила Ка́на – І́нґольда – Пре́лога''' (також '''правила старшинства Кана – Інґольда – Прелога''', '''правила КІП''', або '''RS-номенклатура'''; {{Lang - en|Cahn–Ingold–Prelog priority rules, CIP rules, RS nomenclature}}) — номенклатурна система правил, що слугує для однозначного опису просторової орієнтації замісників на [[Хіральність|хіральному]] центрі або подвійному зв'язку.<ref>{{Cite book
|title=March's advanced organic chemistry : reactions, mechanisms, and structure
|url=https://archive.org/details/marchsadvancedor00smit_198
|last=March
|first=Jerry
|last2=Michael B.
|first2=Smith
|date=2007
|publisher=Wiley-Interscience
|edition=6.
|location=Hoboken, NJ
|pages=[https://archive.org/details/marchsadvancedor00smit_198/page/n172 155]–162
|isbn=978-0-471-72091-1
}}</ref> Ця система була вперше запропонована {{Не перекладено|Роберт Сідней Кан|Робертом Сіднеєм Каном|en|Robert Sidney Cahn}}, {{Не перекладено|Крістофер Келк Інґольд|Крістофером Келком Інґольдом|en|Christopher Kelk Ingold}} і [[Владимир Прелог|Владіміром Прелогом]] у 1966 році,<ref>{{Cite news|title=Spezifikation der molekularen Chiralität|url=http://doi.wiley.com/10.1002/ange.19660780803|work=Angewandte Chemie|date=1966-04-21|doi=10.1002/ange.19660780803|pages=413–447|volume=78|issue=8|language=de|first=R. S.|last=Cahn|first2=Christopher|last2=Ingold|first3=V.|last3=Prelog}}</ref> а потім дороблена Владіміром Прелогом та {{Не перекладено|Гюнтер Хельмхен|Гюнтером Хельмхеном|de|Günter Helmchen}} у 1982 році.<ref>{{Cite news|title=Grundlagen des CIP-Systems und Vorschläge für eine Revision|url=http://doi.wiley.com/10.1002/ange.19820940805|work=Angewandte Chemie|date=2006-01-16|doi=10.1002/ange.19820940805|pages=614–631|volume=94|issue=8|language=en|first=Vladimir|last=Prelog|first2=Günter|last2=Helmchen}}</ref> У 1974 році ці правила були включені до рекомендацій [[IUPAC|ІЮПАК]].<ref name="IUPAC">{{Cite book
|url=http://www.iupac.org/publications/pac/1976/pdf/4501x0011.pdf
|title=Rules for the Nomenclature of Organic Chemistry: Section E: Stereochemistry (Recommendations 1974)
|last=Cross
|first=L.C
|last2=Klyne
|first2=W.
|date=1974
|isbn=978-0-08-021019-3
|archiveurl=https://web.archive.org/web/20160407110019/http://www.iupac.org/publications/pac/1976/pdf/4501x0011.pdf
|archivedate=2016-04-07
}}</ref>

== Іменування молекул згідно RS-номенклатури ==

=== Ідентифікація хіральних центрів ===
Найпершим кроком є пошук хіральних центрів. Найпоширенішими в хімії є хіральні центри, що мають чотири замісники; зазвичай вони виникають на атомах [[Вуглець|вуглецю]], але також можуть існувати на атомах [[азот]]у, [[Сірка|сірки]], [[Кремній|кремнію]] й [[фосфор]]у. При цьому [[Вільна електронна пара|вільні електронні пари]] теж вважаються заступниками.

=== Розподіл замісників за старшинством ===
Кожен хіральний центр розглядається окремо. Метою цього кроку є нумерація заступників за старшинством в порядку 1–4, що відбувається згідно наступних правил:

# Атоми, безпосередньо пов'язані з хіральним центром (їх називають ''атомами першої сфери''), нумеруються в порядку спадання їхнього [[Масове число|масового числа]]: замісник з найвищим масовим числом вважається найстаршим і отримує порядковий номер 1, замісник із наступним за величиною масовим числом отримує номер 2 і т. д. Під уживанням терміну «масове число» також мається на увазі, що у випадку ізотопів одного елемента (наприклад, водень, [[дейтерій]] і [[тритій]]) ізотоп з більшою кількістю нейтронів отримує вище старшинство. Вільні електронні пари отримують фіктивне атомне число 0 і тому завжди мають найнижче старшинство.
# Якщо два або більше атомів з першої сфери є ідентичними, то вони замінюються списком усіх атомів, пов'язаних із ними (т. зв. ''атоми другої сфери''). Замісник першої сфери, що пов'язаний із атомами другої сфери з найбільшим сумарним масовим числом, отримує найвище старшинство (приклад: бічний ланцюг <chem>-CH(CH3)2</chem> є старшим за ланцюг <chem>-CH2CH2CH3</chem>).
# Якщо атоми другої сфери теж однакові, то розглядаються атоми ''третьої сфери'' і т. д. Так робиться, доки не буде знайдено першу відміну у замісниках.
# Якщо розподіл за старшинством виявився неможливим навіть при розгляді атомів останньої сферри (наприклад, якщо закінчився ланцюг замісника або якщо у випадку циклічної молекули атом останньої сфери виявився атомом першої сфери) — тоді беруться до уваги наступні фактори:
#* Якщо в молекулі присутні подвійні зв’язки, то ізомер (''Z'') є старшим за ізомер (''Е'').
#* Якщо замісники містять хіральний центр, то дескриптор (''R'') є старшим за дескриптор (''S'').
#* Якщо замісники містять декілька хіральних центрів, то пара ідентичних дескрипторів (напр. (''SS'')) є старшою за пару різних (напр. (''RS'')).
#* У випадку наявності центрів псевдохіральності, (''r'') посідає старшинство над (''s'') (докладніше: див. нижче).

[[Файл:CIP-Diagramm.svg|міні|450x450пкс|Розподіл старшинств «за годинниковою стрілкою» та «проти годинникової стрілки»]]

=== Визначення дескриптора ===
Для визначення дескриптора хірального центру останній споглядають так, щоб замісник з порядковим номером 4 «дивився» геть від спостерігача; при такій відносній орієнтації інші три замісника мають «дивитись» на спостерігача. Наступним кроком є відлік замісників за зростаючим порядковим номером. Якщо номери 1–2–3 розташовані за годинниковою стрілкою, то хіральний центр позначається дескриптором (''R'') (від {{Lang-lat|rectus}}); якщо ж вони розташовані проти годинникової стрілки, то хіральний центр отримує дескриптор (''S'') (від {{Lang-lat|sinister}}).

Слід зауважити, що номенклатура RS не є еквівалентною номенклатурі (+/-), тому внаслідок такого теоретичного аналізу неможливо розрахувати напрямок і величину [[питоме обертання|питомого обертання]] відповідного [[Енантіомери|енантіомера]] молекули.

=== Особливі випадки ===
[[Файл:Atom duplication example.svg|міні|Приклад "правила дублювання замісників": вінільна група є старшою за етильну.]]

==== Подвійні зв'язки й кон'юговані системи ====
[[Подвійний зв'язок|Подвійні]] й [[Потрійний зв'язок|потрійні зв’язки]] на атомах розглядаються таким чином, ніби відповідний атом наступної сфери присутній двічі або тричі (т. зв. фантомні атоми, або атоми-дублікати). Однак, фантомні атоми за замовчуванням не пов'язані з атомами наступної сфери. Також слід зазначити, що подвійні зв’язки між двома [[Гетероатом|гетероатомами,]] з яких принаймні один є елементом третього [[Період періодичної системи|періоду]] або вище, за домовленістю розглядаються як [[Одинарний зв'язок|одинарні зв’язки]] (наприклад, <chem>P = O</chem> тлумачиться як <chem>P - O</chem>).

Якщо атоми наступної сфери утворюють [[Кон'югована система|кон'юговану систему]] (наприклад, [[Ароматичні сполуки|(гетеро)ароматичні системи]]), то масове число фантомного атома визначається як середнє значення масових чисел всіх атомів, з якими може бути утворено подвійний зв'язок в рамках [[Мезомерія|мезомерії]].<ref name=":0">{{Cite book
|url=https://www.worldcat.org/oclc/196473498
|title=Stereochemie Grundbegriffe
|last=Hellwich
|first=Karl-Heinz
|isbn=9783540717072
|oclc=196473498
}}</ref>
[[Файл:(1R,2s,3S)-1,2,3-trichlorocyclopentane.svg|міні|160x160пкс|Приклад сполуки із псевдохіральним центром: (1''R'',2''s'',3''S'')-1,2,3-трихлороциклопентан]]

==== Циклічні молекули ====
У випадку призначення дескриптора хіральному центру на [[Карбоциклічні сполуки|карбоциклі]] розгляд кожної гілки циклу проходить незалежно одна від одної; так робиться до моменту досягнення вихідного атома (або ж атома першої сфери тіє ж гілки), який тепер розглядається лише як фантом — тобто, є кінцевим.<ref name=":0" />

==== Псевдохіральність ====
Існують випадки, коли єдиною відмінністю між двома замісниками на певному атомі є лише їхня стереохімічна конфігурація (тобто, наприклад, один замісник має хіральний центр з дескриптором (''R''), а інший — такий же хіральний центр, але з дескриптором (''S''). У такому випадку — оскільки (''R'') > (''S'') — визначення дескриптора для цього атома теж відбувається стандартним способом, але такий дескриптор називається ''псевдохіральним'' і підписується як (''r'') або (''s'') (малі літери замість звичних великих).<ref>{{Cite book
|url=http://goldbook.iupac.org/P04921.html
|title=pseudo-asymmetric carbon atom
|date=2009-06-12
|editor-last=Nič
|editor-first=Miloslav
|editor2-last=Jirát
|editor2-first=Jiří
|editor3-last=Košata
|editor3-first=Bedřich
|editor4-last=Jenkins
|editor4-first=Aubrey
|editor5-last=McNaught
|editor5-first=Alan
|series=IUPAC Compendium of Chemical Terminology
|publisher=IUPAC
|edition=2.1.0
|location=Research Triagle Park, NC
|language=en
|doi=10.1351/goldbook.p04921
|isbn=978-0-9678550-9-7
}}</ref>

== Подвійні зв'язки: (''E'')/(''Z'')-номенклатура ==
[[Файл:(E)-(Z) examples.svg|міні|Приклад (''E'')- і (''Z'')-стереоізомерів: (''E'')-3-бромо-2-хлоропент-2-ен та (''Z'')-3-бромо-2-хлоропент-2-ен]]
Для встановлення старшинства серед замісників на подвійному зв'язку використовується той же алгоритм, що наведений вище.

* Якщо два заступники з найвищими старшинствами знаходяться ''на'' ''одній стороні'' подвійного зв'язку, то останній отримує дескриптор (''Z'') (від {{Lang-de|zusammen}} — «разом»).
* Якщо ці заступники знаходяться ''по'' ''різні сторони'' подвійного зв'язку, то йому присвоюється дескриптор (''E'') (від {{Lang-de|entgegen}} — «навпроти»).

Часто (''Z'')-стереомери також є [[Діастереомери|''цис''-діастереомерами]], у той час як (''E'')-стереомери часто є ''транс''-діастереомерами. Однак, не слід ототожнювати ці дві номенклатурні системи: (''E'')/(''Z'')-номенклатура позначає ''абсолютну конфігурацію'' замісників на подвійному зв'язку, у той час як ''цис''-/''транс''-номенклатура описує ''відносну конфігурацію певних двох замісників''. Саме тому остання система на сьогодні поширена загалом лише серед циклічних алкенів, а для загального використання рекомендуєтьться вживання системи (''E'')/(''Z'').<ref name="Clayden">Jonathan Clayden, Nick Greeves, Stuart Warren, Peter Wothers: ''Organic Chemistry''. Oxford University Press, 2001, ISBN 978-0-19-850346-0, S.&nbsp;487.</ref>

== Прохіральність ==
{{Main article|Прохіральність}}
Правила КІП також можуть бути певним чином застосовані для опису реакцій на ахіральних молекулах, в результаті яких виникають хіральні продукти. Так, найвідомішим прикладом застосування є реакції [[Карбонільна група|карбонільних сполук]] з [[Нуклеофільні реагенти|нуклеофілами]] (напр. BH<sub>4</sub><sup>-</sup>, CN<sup>-</sup>, [[Літійорганічні сполуки|літій-]] або [[Реакція Гріньяра|магнійорганічні]] сполуки): атом вуглецю у вихідній карбонільній сполуці має гібридизацію sp<sup>2</sup>, яка перетворюється на sp<sup>3</sup> в похідній молекулі [[Спирти|спирту]]. Якщо вихідною сполукою є, наприклад, ацетон, то похідний спирт є теж ахіральним. Однак, якщо замісники на карбонільній групі різні, то реакція нуклеофільного приєднання призведе до одного з двох (або ж суміші обидвох) [[Енантіомери|енантіомерів]]. Така карбонільна сполука вважається прохіральною й має дві різні сторони (площини), з яких нуклеофіл може атакувати. За визначенням, ці сторони позначаються як:

* Площина ''Re'' ({{Lang-en|Re-face}}): рахунок від найстаршого замісника (у цьому випадку це карбонільна група) до найменшого перебігає за годинниковою стрілкою;
* Площина ''Si'' ({{Lang-en|Si-face}}): протилежна їй площина.

Відповідно, нуклеофільне приєднання може відбуватись як '''атака з площини ''Re''''' ({{Lang-en|Re face approach}}), або як '''атака з площини ''Si''''' ({{Lang-en|Si face approach}}). Абсолютна стереохімічна конфігурація продукту реакції заледить від конкретних замісників, а також від уживаного нуклеофілу й має бути визначена за правилами КІП.<ref>{{Cite news|title=Basic terminology of stereochemistry (IUPAC Recommendations 1996)|url=https://www.degruyter.com/document/doi/10.1351/pac199668122193/html|work=Pure and Applied Chemistry|date=1996-01-01|accessdate=2021-02-16|issn=1365-3075|doi=10.1351/pac199668122193|pages=2193–2222|volume=68|issue=12|language=de|first=G. P.|last=Moss}}</ref>
[[Файл:Si Re face approach.svg|центр|безрамки|700x700пкс]]

== Примітки ==
<references />

[[Категорія:Стереохімія]]
[[Категорія:1966 у науці]]
[[Категорія:Хімічна номенклатура]]
[[Категорія:Номенклатура органічних сполук]]