Regole CIP di Cahn Ingold e Prelog per la configurazione assoluta

La disposizione precisa dei sostituenti attorno al centro stereogeno è definita configurazione assoluta di un centro stereogeno ed è assegnata con le regole CIP di Cahn Prelog e Ingold.

In questo modo si assegna un descrittore specifico che serve ad assegnare il nome IUPAC univoco a quella particolare molecola in base ad un insieme di regole CIP definite da tre chimici R.S. Cahn, C.K. Ingold, e V. Prelog.

Queste regole di Cahn Ingold e Prelog permettono di assegnare la configurazione assoluta a un qualunque stereoisomero sia chirale con o senza atomi asimmetrici che isomero geometrico.

Questa configurazione può essere determinata sperimentalmente con la risoluzione della struttura del singolo cristallo ai RaggiX, mediante altri metodi spettroscopici e la conoscenza della reattività di molecole di cui già si conosce la configurazione assoluta.

Si parla di configurazione relativa se si paragona l’arrangiamento spaziale degli atomi di una molecola a quello di un altro. Un esempio può essere la configurazione cis trans che si usa dare agli alcheni.

Le regole CIP di Cahn Ingold e Prelog che presenteremo qui sono quelle definite nel 2013 dalla IUPAC, come espresse nella pagina del prof Frederick Ziegler della Yale Un.

Regole CIP di Cahn Prelog Ingold

E’ importante notare che ogni regola precedente deve essere applicata esaustivamente prima di passare alla regola successiva.

Regola CIP 1a2

Regola CIP 1a2
La regola 1b subentra quando la 1a non può essere applicata perché due atomi hanno uguale priorità come nel caso del 2 Butanolo il cui C-2 asimmetrico. Si usa il digrafo qui mostrato
Ogni atomo è trattato come se fosse TETRAVALENTE e nella sfera 1 si trova un O che è legato ad un H reale ed altri due atomi fantasma nella sfera 2. Tutti gli atomi fantasma hanno priorità ZERO. (questo rigore è richiesto solo in casi speciali).
Per assegnare la configurazione al C2 si richiedono qui solo gli atomi della sfera 1 e 2. Nella sfera 1, O >C1=C3>H. Per distinguere C1 e C3 si devono valutare i legami nella sfera 2. C1 è connesso con H H H, mentre C3 con C4 H H. Poiché C4>H le priorità saranno O>C3>C1>H. Ora si disponga manualmente la molecola col gruppo a priorità 4 posto dietro al C asimmetrico. Andando da 1 a 3, se il verso della rotazione è ORARIA si assegna configurazione assoluta R; viceversa se la rotazione è ANTIORARIA la configurazione assoluta sarà S

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Regola CIP 1a3

Nel caso del il gruppo a priorità inferiore non è H. Nella figura di fianco troviamo il modo per determinare le priorità.
Nella figura di fianco C2 ha quattro gruppi differenti e nella sfera 1 Cl > C1 = C3 = C5. Nella sfera 2
C1[Br,H,H], C3[C,H,H] e C5[H,H,H]. La triade nelle parentesi quadre sono ordinate in ordine discendente. Si decide in base alla prima posizione Br > C > H. Di conseguenza la configurazione di questa struttura del 1-bromo-2-cloro-2-metilbutane è (S). In questo digrafo gli atomi fantasma sono stati ignorati perché la loro presenza non era richiesta per la determinazione della configurazione assoluta del C2
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Regola CIP 1b

La regola 1b dice Atomi identici di sfere più interne precedono atomi identici di sfere più esterne. Presentiamo la molecola (1R, 5S)biciclo (3.1.0)
. La configurazione al C1 può essere assegnata con la regola 1a e sarà R. Al C5 invece bisogna considerare i digrafi che vediamo in figura. La priorità minore è quella di H, mentre la più alta è C1 con [C,C,H]. C4[C,H,H] e C6[C,H,H] sono irrisolvibili con la regola 1a perché i due percorsi hanno lo stesso percorso di sostituzione.
Entra ora la regola 1b che dice Atomi identici di sfere più interne precedono atomi identici di sfere più esterne. Si sceglie il percorso che partendo dal C5 e ritornando ad esso impiega il minor numero di passaggi: più passaggi si impiegano più la sfera è lontana dal C1. Il percorso più breve è quello che va da C5>C6>C1>C5.
Le priorità per C5 secondo la regola 1b saranno C1 > C6> C4 > H e la configurazione sarà