Cahn-Ingold-Prelog
Configurazione di Cahn-Ingold-Prelog
La configurazione di Cahn-Ingold-Prelog consente di assegnare la configurazione di uno stereocentro definendolo R o S a seconda dell'ordine con cui i diversi sostituenti sono disposti intorno all'atomo asimmetrico.
Secondo tale configurazione, i sostituenti legati allo stereocentro vengono numerati in base all'ordine di importanza e successivamente si orienta la molecola in modo tale che il sostituente a più bassa priorità venga spinto lontano dall'osservatore e gli altri tre gruppi puntino verso l'osservatore.
Non resta che disegnare una freccia circolare che va dal gruppo a priorità maggiore al gruppo a priorità minore perciò nella direzione 1 > 2 > 3.
Se tale freccia va in senso orario la configurazione è R, se invece ruota in senso antiorario la configurazione è S.
Determinazione della configurazione di un enantiomero
Esaminiamo il caso della D(+)-Gliceraldeide. Cominciamo osservando l'ordine dei numeri atomici degli atomi legati allo stereocentro: l'idrogeno ha numero atomico minore e quindi priorità inferiore mentre l'ossigeno ha numero atomico maggiore e quindi priorità superiore.
Ma cosa possiamo dire riguardo ai due atomi di carbonio ed alla loro priorità?
La regola dice che, se due o più atomi legati all'atomo asimmetrico hanno lo stesso numero atomico, dobbiamo considerare gli atomi ad essi legati.
In questo caso entrambi gli atomi di carbonio solo legati ad atomi di ossigeno ma nel gruppo aldeidico (-CHO) l'atomo di carbonio è legato all'ossigeno tramite un doppio legame e quindi ha priorità superiore:
Non sempre è facile lavorare con strutture spaziali. È molto più semplice lavorare con le proiezioni di Fisher tenendo conto però delle seguenti regole:
1) si stabilisce la priorità dei quattro sostituenti
2) se il sostituente a priorità inferiore non occupa una delle due posizioni verticali della croce di Fischer (in modo tale che punti lontano dall'osservatore), si effettuano un numero di scambi pari tra i sostituenti in modo tale da collocare il sostituente a priorità inferiore in tale posizione:
Il senso di rotazione della freccia che unisce i primi tre gruppi (1 > 2 > 3) ruota in senso orario e quindi la configurazione di Cahn-Ingold-Prelog è R.
Configurazione di Cahn-Ingold-Prelog: riassunto
Nel 1956 Cahn, Ingold e Prelog hanno proposto la nomenclatura (estesa e completata nel 1964) che si basa sulla effettiva disposizione dei vari gruppi su ogni atomo di C asimmetrico.
L'atomo di carbonio su cui sono legati i quattro gruppi diversi a, b, c, d viene osservato dalla parte più lontana da d (è necessario disporre ogni atomo di carbonio asimmetrico in modo che d vada dietro al foglio).
Se i gruppi a, b, c, sono congiungibili nell'ordine ruotando in senso orario, all'atomo si attribuisce la configurazione R (da rectus); se invece per congiungerli nell'ordine si deve ruotare in senso antiorario, all'atomo si attribuisce la configurazione S (da sinister):
Configurazione R (a destra) e configurazione S (a sinistra).
La sequenza dei gruppi a, b, c, d segue l'ordine decrescente del numero atomico (o della massa atomica se vi sono due isotopi). Se vi sono due o più atomi uguali ha la precedenza quello con maggior numero di sostituenti a numero atomico più elevato.
Gli atomi uniti con doppio o con triplo legame vengono contati 2 volte o rispettivamente 3 volte.
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