Optikai izoméria 4.

Természetesen a királis atomo(ka)t, sztereogén centrumot tartalmazó molekulákban valahogy jelölni kell az atomok sztereokémiai konfi­gurációját. A (+) és (-) jelzés erre nem alkalmas (régebben d és l, kisbetűvel), hiszen ez csak a fény forgatásának az irányát jelöli, abból pedig nem lehet vissza­következtetni a szubsztituensek egymáshoz viszonyított hely­zetére.

Régebben, mivel az anyagok abszolút konfi­gurációját nem ismerték, a glicerinaldehid jobbra­forgató (+) izomerjére vonat­koztatták a többi vegyületet. A (+)-glicerin­aldehid tér­szerkezetét önkényesen az alábbinak vették és a D (nagybetűvel) jelölést adták neki.

A jobbraforgató D-(+)-glicerinaldehid megfelelő kémiai átalakításával (amely biztosan nem változtatja meg a központi szénatomhoz fűződő kötéseket) el lehetett jutni a természetes balraforgató (-)-tejsavhoz, így azt D-(-)-tejsavval jelölték. Ez a jelölésmód tehát a D-glicerin­aldehidre vonatkoztatott relatív konfigurációt jelöli. Egyszerű vegyületeknél csoport­egyeztetési szabályokkal vissza lehetett vezetni a relatív konfigurációt a glicerin­aldehidre, például:

A fenti ábrázolásoknál vegyük észre, hogy ha két szubsztituenst felcserélünk, az ellentétes optikai izomert kapjuk. Két (illetve páros számú) cserénél viszont nincs változás.
Ez a rendszer azonban annál alkalmatlanabb a konfiguráció jelölésére, minél bonyolultabbak a molekulák, illetve csak egy szűk körben alkalmazhatók. Saját rendszere van például a szénhidrátoknak. Már a két aszim­metria­centrumot tartalmazó vegyületek esetén sem volt egységes a jelölésmód, például:

Ezért szükséges volt egy egyértelmű új módszer kidolgozására, ez az R/S-konvenció avagy CIP- (Cahn-Ingold-Prelog) rendszer, amellyel viszonyítási alap nélkül lehetséges a konfiguráció(k) egyértelmű jelzése.

A CIP-rendszerben a következőképpen járunk el:

1. Keressük meg a legalacsonyabb tömeg­számú atomot (ami sokszor egy hidrogén), s forgassuk úgy a molekulát, hogy ez az atom legyen a legtávolabb a nézőponttól. A másik három atom ekkor felénk néz, mint egy autó kormány­kereke vagy egy esernyő felsőrésze.
2. A három atomot számozzuk meg a tömegszám függvényében: a legmagasabb az 1-es, a legalacsonyabb a 3-as számot kapja.
3. Ha az 1-2-3 sorrend az óramutató járásának megfelelő, akkor a sztereo­konfiguráció R, ha ellentétes S
   

   R-2-Butanol S-2-Butanol

   
   
4. Ha az első kör két atomja azonos és nem tudunk dönteni, akkor össze­hasonlítjuk az ezekhez csatlakozó második kör (avagy béta-helyzetű) atomokat, s ennek alapján igyekszünk dönteni, pl.: ‑CH₃ < ‑CH₂CH₃ < ‑CH(CH₃)₂ < ‑CH₂OCH₃, stb.
5. A kettőskötéssel kapcsolódó atomok duplán számítanak, de alacsonyabb rendüek, mint két külön egyes kötés.

Gyakorlás

Írja a mezőkbe a szubsztituensek csatlakozó atomjainak rendűségét a CIP szabályok szerint (1 - legmagasabb... 4 - legalacsonyabb)

---

Állapítsa meg az alábbi vegyületek konfi­gurációját:

---

---

---

Állapítsa meg az egyik fentebbi ábrán látható treonin izomerek királis szénatomjainak az R/S konfigurációját és rajzolja át a molekulákat a valósághoz közelebb álló cikk-cakkos képletekkel.

---

A cinchona (kina) alkaloidok közé tartozó kinin és kinidin négy királis atomja közül a C-8 és C-9 atomok különböznek: a kinin esetén a konfiguráció 8S-9R, a kinidin esetén 8R-9S. Az alábbi képletek közül melyik a kinin és melyik a kinidin?