Старшинство заместителей в органической химии в номенклатуре

Проекции Фишера – пережиток проклятого прошлого. Не 90-х, как некоторые могут подумать, а тех времен, когда были неизвестны абсолютные конфигурации хиральных молекул, а приходилось довольствоваться относительными конфигурациями. Если подумать и внимательно посмотреть на проекцию Фишера, то можно понять, что на ней явно не обозначены реальные положения групп в пространстве, а только их относительное расположение. Сейчас мы привыкли к конвенции, что вертикальная палка проекции Фишера обозначает связи назад (зебры), а горизонтальная – связи вперед (клинья). С этой оговоркой проекция Фишера дает абсолютную конфигурацию. Но эта конвенция условна, и легко может быть изменена на противоположную – зебра по горизонтали, клинья по вертикали. Тогда конфигурация станет относительной – зависимой от этой конвенции, и от того, насколько хорошо мы ее помним. В самой проекции Фишера ничто не выдает обязательности такого толкования. Более того, сам Эмиль Фишер совершенно этим и не заморачивался, а само толкование возникло намного позже, только через полвека, в 1948 году, в статье некоего Хадсона. Этот человек рисковал, потому что ему еще не было известно, верно это или нет. Можно сказать, что Хадсон играл в архетипическую блондинку из дурацкого анекдота про вероятность встретить динозавра на улице Горького. Буквально через два года предсказание сбылось, и динозавр был успешно встречен.

Да строго говоря, Фишер и не мог этого сделать, потому что ничего про это не знал и не имел совершенно никаких возможностей узнать. Во времена Фишера, то есть как раз в те самые девяностые, только 19 века, никому и в голову не могло прийти, что когда-нибудь станет возможным экспериментально определять положения атомов в пространстве. В принципе, это ведь никому особенно и не нужно, если речь идет о химии. В химии молекулы всегда определяют себя во взаимодействии с другими молекулами, и важно не то, каковы координаты атомов в пространстве относительно какого-то абстрактного центра абстрактной системы координат, а то, каковы расположения атомов относительно атомов другой молекулы, задумавшей вступить с этой в реакцию, образовать комплекс, еще как-нибудь провзаимодействовать. Поэтому химия вполне может обходится относительными конфигурациями молекул, конфигурациями относительно друг друга – это вполне позволяет понять, какие атомы сближаются, а какие отдаляются при том или ином взаимном расположении. Строго говоря, химия до сих пор могла бы обходиться относительными конфигурациями, и ничего особенного не потеряла бы, если бы способа реально определять абсолютные конфигурации так и не появилось бы до сих пор. Отчасти поэтому имя ученого, голландского кристаллографа Иоханна Мартина Бейфута (или Бейвута, голландская фамилия Bijvoet может читаться и так, и так), впервые решившего эту задачу вроде бы совершенно фундаментальной важности, не только не числится среди нобелевских лауреатов, но и вообще мало кому известно в химии. Бейфут в 1951 году определил абсолютную конфигурацию того самого энантиомера винной кислоты, на которой сам Фишер и строил свою систему относительных конфигураций, и с этого момента относительная система стала абсолютной. Только тогда и понадобилась, и была разработана R/S-номенклатура, и все стали понемногу привыкать рисовать естественные стереохимические проекции. Стало ясно, что такие проекции намного удобнее, не требуют запоминания всяких условностей, их можно крутить-вертеть, собирать по ним модели, и воочию видеь образ молекулы.

Поэтому в современной химии, где все конфигурации всегда абсолютные, необходимости в формулах Фишера нет, и вы практически никогда не увидите их в современной литературе. Но изучить их все же стоит и потому, что они весьма удобны, и потому что старую литературу читать приходится постоянно, а без них в ней разобраться будет почти невозможно.

Правила Кана — Ингольда — Прелога отличаются от других химических номенклатур, поскольку ориентированы на решение специфической задачи — описание абсолютной конфигурации стереоизомеров.

Содержание

В номенклатуре топных сторон
Критерий существования энантиомеров
По оптической активности (+/–)
По абсолютной конфигурации ( R / S )
По относительной конфигурации (D/L)
Физические свойства энантиомеров
Химические свойства энантиомеров
Биохимические свойства энантомеров
Система R, S-номенклатуры
Правила последовательного старшинства
Связь R, S-номенклатуры с D,L- и Z,E-номенклатурой

Атом с большим атомным номером старше атома с меньшим атомным номером
. Сравнение заместителей проводят по атому, который непосредственно связан со стереоцентром или двойной связью. Чем выше атомный номер
этого атома, тем заместитель старше. Если первый атом у заместителей одинаков, сравнение проводят по атомам, удалённым от стереоцентра (двойной связи) на расстояние двух связей (т. н. атомам второго слоя). Для этого эти атомы для каждого заместителя выписывают в виде списка в порядке уменьшения атомного номера и сравнивают эти списки построчно. Старшим считается тот заместитель, в пользу которого будет первое различие. Если старшинство заместителей не удаётся определить по атомам второго слоя, сравнение проводят по атомам третьего слоя и т. д. до первого различия.
Атом с большей атомной массой старше атома с меньшей атомной массой
. Данное правило обычно применяется к изотопам, так как их невозможно различить по атомному номеру.
Секцис
-заместители старше сектранс
-заместителей
. Данное правило применяется к заместителям, содержащим двойные связи либо плоские четырёхкоординированные фрагменты.
Диастереомерные заместители с подобными
( англ.
) обозначениями старше диастереомерных заместителей с неподобными
( англ.
) обозначениями
. К первым относятся заместители с обозначениями RR
, SS
, MM
, PP
, секциссекцис
, сектранссектранс
, Rсекцис
, Sсектранс
, Mсекцис
и RM
, SP
. Ко вторым относятся заместители с обозначениями RS
, MP
, RP
, SM
, секциссектранс
, Rсектранс
, Sсекцис
, Pсекцис
и Mсектранс
.
Заместитель с обозначением R
или М
старше заместителя с обозначением S
или P

.

В номенклатуре топных сторон

Правила Кана — Ингольда — Прелога используются также для обозначения сторон плоских тригональных молекул, например, кетонов
. Например, стороны ацетона
идентичны, поскольку атака нуклеофила с обеих сторон плоской молекулы приводит к единственному продукту. Если нуклеофил атакует бутанон-2
, то стороны бутанона-2 неидентичны (энантиотопны), поскольку при атаке на разные стороны образуются энантиомерные
продукты. Если кетон является хиральным, то присоединение к противоположным сторонам приведёт к образованию диастереомерных
продуктов, поэтому такие стороны называются диастереотопными.

Для обозначения топных сторон пользуются обозначениями re
и si
, которые соответственно отражают направление уменьшения старшинства заместителей при тригональном атоме углерода карбонильной группы
. Например, на иллюстрации молекула ацетофенона видна с re
-стороны.

IUPAC Gold Book — CIP priority

. Дата обращения: 5 февраля 2013.
Архивировано
14 февраля 2013 года.
Cahn R. S., Ingold C., Prelog V.
Specification of Molecular Chirality (англ.)
// Angew. Chem. Int. Ed. — 1966. — , . — . — doi
: 10.1002/anie.196603851
.
Preferred IUPAC Names. Chapter 9

. Дата обращения: 5 февраля 2013.
Архивировано из оригинала
14 февраля 2013 года.
Mata P., Lobo A. M.
The CIP sequence rules: Analysis and proposal for a revision (англ.)
// Tetrahedron: Asymmetry. — 1993. — , . — . — doi
: 10.1016/S0957-4166(00)80173-1
.
Mata P., Lobo A. M.
The Cahn, Ingold and Prelog System: eliminating ambiguity in the comparison of diastereomorphic and enantiomorphic ligands (англ.)
// Tetrahedron: Asymmetry. — 2005. — , . — . — doi
: 10.1016/j.tetasy.2005.05.037
.
Кан, Дермер, 1983
, с. 156-159.
Потапов, 1988
, с. 21-23.
Потапов, 1988
, с. 25.

Потапов В. М.
Стереохимия. — М.
: Химия, 1988. — ISBN 5-7245-0376-X
.
Кан Р., Дермер О.
Введение в химическую номенклатуру = Introduction to Chemical Nomenclature / Пер. с англ. Н. Н. Щербиновской, под ред. В. М. Потапова, Р. А. Лидина. — М.
: Химия, 1983. — 224 с.

Учебные материалы
/ органическая химия

В. П. Дядченко «Введение в стереохимию»

2. Определение порядка старшинства
сложных заместителей при асимметрическом атоме

Процедура определения старшинства
заместителей при центре хиральности
усложняется, если заместителями являются не
единичные атомы, а группы атомов. На основании
такой видоизмененной процедуры построены
большие ряды старшинства, в

которых
каядому заместителю присвоен определенный
номер. Чем больше этот номер, тем старше
заместитель (см., например: Химическая
энциклопедия, 1992, т.3, с.289). Однако, эти ряды не
универсальны. Позтому лучше познакомиться с тем,
как определяется старшинство сложных
заместителей.
Сделаем это на нескольких примерах.

Пример I.

В атом соединении асимметрический атом
связан с атомом хлора и тремя атомами углерода.
Поскольку хлор имеет больший атомный номер, он
является самым старшим (а). Для того, чтобы
расположить по старшинству остальные три
заместителя, поступают следующим образом.

Так как атомы первого слоя одинаковы, переходят
ко второму слою и
рассматривают тройки
атомов (можно использовать такую запись троек
атомов второго слоя, связанных с атомами
углерода первого слоя: С( F
,H,H), C( Cl
,H,H), C( Br
,H,H).
Выделяют старший атом в каждой тройке
(эти
атомы подчеркнуты) и сравнивают их старшинство:
F < CI < Вr

В таком же порядке изменяется и старшинство
заместителей, в состав которых входят данные
атомы:

Теперь можно обозначить конфигурацию
соединения:

Пример 2
.

Этот пример иллюстрирует определение порядка
старшинства в случае двух алициклических
заместителей.

Очевидно, что в данном соединении самым старшим
заместителелем является хлор (а), самым младшим —
водород (d). Рассмотрим циклопропилькую и
циклобутильную группы, выделив слои атомов:

В I и П слоях у обоих заместителей набор атомов
одинаков. В третьем же слое циклобутильная
группа имеет атом С, а циклопропильная — только
атомы Н. Следовательно, циклобутильный
заместитель старше:

Соединению следует приписать R -конфигурацию

Рассмотрим определение
порядка старшинства заместителей при
асимметрическом атоме, отмеченном звездочкой.
Ясно, что самым старшим ааместителгм является
фтор (а), самым младшим — группа CH ₃
(d). Для
выбора между двумя оставшимися заместителями
обратимся ко второму слою атомов:

В двух тройках этерого слоя старшие атомы — Cl-
одинаковые. Поэтому сравниваем следующие по
старшинству атомы в тройках того же
слоя
(подчеркнуты дважды): F старше С.
Следовательно, и весь правый заместитель старше
левого:

Рассматриваемый центр хиральности имеет
S-конфигурацию:

В данном примере мы сделали выбор старшинства
двух сложных заместителей при paccмотрении
второго слоя атомов. Если бы мы рассмотрели
третий слой, то преимущество получил бы
другой
заместитель (Br старше С). Однако, мы не достигаем

этого пункта в наших сравнениях, так как можем
сделать выбор уже на основании первого
встетившегося нам
различия
.

Этот пример иллюстрирует определение порядка
старшинства в том случае, когда в заместителе
имеются атомы, связанные кратными связями
(двойными или тройными).

Здесь самый старший заместитель при
асимметрическом атоме — F(а), самый младший — Н (d).
Для того, чтобы осуществить выбор винильным и
этинильным заместителями, кратные связи
«раскроем» так, чтобы все атоми были связаны
только простыми связями. На концах этих
«раскрытых» связей поместим дубликаты тех
атомов, к которым данная связь была направлена до
«раскрытия». В приведенной ниже схеме дубликаты атомов выделены
кружками:

Теперь сравним эти два заместителя аналогично
тому, как мы это делали в предыдущих примерах:

Различие во втором слое позволяет заключить, что
этинильный заместитель старше винильного;

Соединение имеет R-конфигурацию.

Здесь
необходимо сделать два замечания.

I) Дублируют сами себя только атомы, связанные
кратной связью. Другие атомы,
связанные с
дублируемыми атомами простыми связями (в
приведенном примере — атом водорода) не
дублируются.

2) Если в процедуре сравнения участвуют атомы,
входящие в состав ароматического кольца, то
такое кольцо рассматривается как структура
Кекуле и «раскрытие» двойных связей в
кольце производят в соответствии с описанной
выше процедурой. При этом несущественно, какую
из структур Кекуле использовать, поскольку
«раскрытие» связей во всех слоях дает
одинаковый результат:

Обратите внимание на то, что дубликаты атомов
представляют собой «тупиковыеьне» ветви, то
есть не находят продолжения в последующих слоях
атомов. К дубликатам атомов можно присоединить
так называемые «фантомные» атомы (см. раздел
X), Однако, существа дела это не изменяет.

В заключение следует отметить, что R,S-
номенклатура
— это лишь один из возможных способов обозначения
абсолютной конфигурации, то есть реального
пространственного строения молекул.

Структурные изомеры обладают различными
физическими и химическими свойствами.
Энантиомеры же совершенно одинаковы в
«ахиральиых» условиях. Так, у них одинаковы
температуры плавления и кипения, растворимость,
плотность, реакционная способность по отношению
к ахиральным реагентам. Различие между ними проявляется
только в хиральных условиях. Например,
энантиомеры ведут себя по-разному в
ферментативных реакциях, поскольку все ферменты
хиральны. Отличаются они также по отношению к
плоскополяризованному свету.

Вещество, состоящее из хиральных молекул
одного вида (например, из молекул с
R-конфигурацией хирального центра), способно
вызвать поворот плоскости колебаний
поляризованного света. О таком веществе говорят,
что оно обладает оптической активностью. Если
при прохождении света через вещество плоскость
колебаний поворачивается по часовой
стрелке
(наблюдатель смотрит навстречу лучу), вещество,
называют правовращающим, и углу поворота

придается
положительное значение (+). Если поворот
происходит против часовей стрелки, то вещество
называют левовращающим, и угол

будет
отрицательным (-). Хиральные молекулы с
противоположной абсолютной конфигурацией, то
есть энантиомеры, вращают упомянутую плоскость в
противоположных направлениях на один и тот же
угол.

Объяснение причин оптической активности
веществ, состоящих из хиральных молекул,
довольно сложно. Были предложены разные модели,
объясняющие это явление. Наиболее продуктивной
из них оказалась- так называемая спиральная
модель оптической активности, в которой
хиральная молекула аппроксимируется спирально
закрученным металлическим проводником. Такой
подход имеет вполне определенные основания. Так,
были проведены эксперименты, в которых на пути
плоскополяризованного микрволнового излучения
помещались медные спиральки. При этом
наблюдалось вращениеш плоскости поляризации
микроволнового излучения, причем левые и правые
спиральки вращали эту плоскость а разные
стороны. Спиральная модель оптаческой
активности позволяет объяснить, почему, несмотря
на хаотическую ориентацию молекул оптически
активного вещества относительно падающего луча,
совокупность этих молекул поворачивает
плоскость поляризации в одну, вполне
определенную сторону. Интересующимся данным
вопросом можно порекомендовать следующую
литературу:

У. Козман, Введение в квантовую химию, М., Мир ,
1960,
с.468-482 или адаптированный для химика-органика
вариант: Дж. Брюстер, «Cпиральная модель
оптической активности (в сборнике «Избранннве
проблемы стереохимии», М., Мир, 1970, С; 217-283).

Угол вращения плоскости колебаний
поляризованного света
для оптически активных
веществ измеряют в специальных приборах —
поляриметрах. В поляриметре на пути луча
плоскополяризованного света помещается кювета с
раствором оптически активного вещества.
Наблюдаемое при этом оптическое вращение
зависит
от ряда параметров: температуры, концентрпиии
вещества и др. В качестве характеристики
оптически активного вещества используют удельное
вращение
, которое вычисляется по формуле:

где t-температура (°С), D-
символизирует
используемую обычно для измерений длину волны
света 589 нм (D- линия натрия),
— наблюдаемое вращение (в
градусах), l-
длина кюветы (толщина слоя
раствора) в дм, с — концентрация раствора (в г на 100
мл растпора).

В качестве примера ниже приведены данные для
энантиомерных молочных кислот:

Если раствор содержит равные количества R- и
S-изомеров данного вещества, то такой раствор не
обладает оптической активностью, поскольку
энантиомеры вращают плоскость поляризации света
на одинаковый угол, но в противоположных
паправлениях. Твёрдое вещество, полученное при
кристаллизации из такого раствора, также будет
содержать равные количества двух энантиомеров,
поскольку они обладают одинаковой растворимостью в данном растворителе. В отличие
от индивидуальных энантиомеров, в таких случаях
говорят о рацематах
(строго говоря, рацематом
называется гомогенная
фаза (твердая, жидкая
или газообразная, содержащая равные количества
энантиомеров). Рацематы оптичски неактивны.

Связан ли как-то знак оптического вращения с
обозначением конфигурации данного энантиомера
как R или S? Иногда такие корреляции удается
провести, опираясь на упомянутую выше спиральную
модель оптической активности. Однако, в общей
случае на поставленный вопрос следует дать
отрицательный ответ:

знак оптического вращения данного
энантиомера не связан с обозначением его
конфигурации как R или S .

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие это
положение.

Такая ситуация становится понятной, если
принять во внимание, что направление, в которой
данная молекула вращает плоскость поляризации
света определяется природой молекулы,
поляризуемостью ее фрагментов. Приписание же R-
или S-конфигурации центру хиральности — в
значительной мере условность. При этим мы
следуем формальному алгоритму, особенно в тех
случаях, когда различие между заместителями
проявляется в отдаленных от центра хиральности
«слоях» атомов.

Если в названии хотят передать не только
абсолютную конфигурацию молекул оптически
активного соединения, но и знак вращения
плоскости поляризации света,то перед
названием помещают знак (+) для
правовращающего соединения и знак (-) — для
левовращащего. Так, названия приведенных выше в
качестве примера соединений — будут
такими

Если же говорят о
рацемате, то перед
названием помещают анак (±), например:
(±)-аланин.

Существование энантиомерных форм связано с наличием у молекулы хиральности
— свойства не совпадать в пространстве со своим зеркальным отражением.

Большинство хиральных природных соединений ( аминокислоты
, моносахариды
) существует в виде одного энантиомера. Понятие энантиомерии играет важную роль в фармацевтике
, поскольку разные энантиомеры лекарственных веществ
, как правило, имеют различную биологическую активность
.

Критерий существования энантиомеров

Свойством энантиомерии обладают хиральные
соединения, то есть содержащие элемент хиральности (хиральный атом и др.). Однако, встречаются молекулы (так называемые мезоформы), содержащие несколько симметрично расположенных элементов хиральности, но в целом не являющиеся хиральными. Примером может служить мезовинная кислота
, не имеющая энантиомеров.

По оптической активности (+/–)

Энантиомер именуется по направлению, в котором его раствор вращает плоскость поляризации света. Если вращение происходит по часовой стрелке, то такой энантиомер называется (+), или правовращающим. Его оптический антипод именуется (–), или левовращающим. Данная номенклатура появилась до того, как были открыты методы установления абсолютной конфигурации
энантиомеров. Она является эмпирической и напрямую не связана с расположением атомов в пространстве.

По абсолютной конфигурации ( R
/ S
)

R
/ S
-Номенклатура является наиболее широко используемой в данное время, поскольку позволяет охарактеризовать энантиомер по его абсолютной конфигурации
. Это стало возможным благодаря открытию рентгеноструктурного анализа
, позволяющего установить точное пространственное расположение атомов в молекуле.

Если соединение содержит лишь один хиральный центр, то его конфигурация указывается в названии в виде приставки. Если в соединении находится несколько стереоцентров, нужно обозначить конфигурацию каждого.

R
/ S
-Номенклатура не имеет непосредственной связи с (+/–)-обозначениями. Например, R
-изомер может быть как правовращающим, так и левовращающим, в зависимости от конкретных заместителей при хиральном атоме.

По относительной конфигурации (D/L)

D/L-Номенклатура была введена Э. Фишером
для описания относительной конфигурации моносахаридов. Она основана на конфигурации глицеринового альдегида
, существующего в виде двух энантиомеров, из которых путём последовательных реакций наращивания углеродной цепи можно получить производные моносахариды (тетрозы, пентозы, гексозы и т. д.). Поскольку в ходе наращивания углеродной цепи стереоцентр глицеринового альдегида не затрагивается, все производные сахара, по Фишеру, получают то же обозначение относительной конфигурации, что и исходный глицериновый альдегид. Обозначения для энантиомеров глицеринового альдегида были присвоены Фишером произвольно.

В биологии, биохимии и медицине, традиционно чаще используются обозначения D- и L- в силу применения в них исторический латинского языка в терминологии.

Физические свойства энантиомеров

Энантиомеры характеризуют величиной удельного вращения, которая рассчитывается как величина вращения, делённая на длину оптического пути и концентрацию раствора энантиомера.

Химические свойства энантиомеров

Биохимические свойства энантомеров

В результате химического синтеза
, как правило, образуются именно рацемические смеси. Для получения индивидуальных энантиомеров или энантиомерно обогащённых продуктов необходимо использовать методы стереоселективного синтеза
либо расщепления рацематов
.

IUPAC Gold Book — enantiomer

. Дата обращения: 4 февраля 2013.
Архивировано
13 февраля 2013 года.
Кан, Дермер, 1983
, с. 156-159.
Потапов, 1988
, с. 21-23.
Потапов, 1988
, с. 28-30.
Rosanoff M. A.
On Fischer’s classification of stereo-isomers (англ.)
// J. Am. Chem. Soc. — 1906. — , . — . — doi
: 10.1021/ja01967a014
.
Илиел и др., 2007
, с. 46.
Трофимова Т. И.
Курс физики
. — М.
: Высшая школа, 1990. — С. 315
. — 478 с. — ISBN 5-06-001540-8
.
Сивухин Д. В.
Общий курс физики. — 3-е. — М.
: Физматлит, 2005. — Т. IV. Оптика. — С. 608-611. — 792 с. — ISBN 5-9221-0228-1
.
Потапов, 1988
, с. 35.
IUPAC Gold Book — racemate

. Дата обращения: 5 февраля 2013.
Архивировано
11 октября 2012 года.
Tracy T. S., Hall S. D.
Metabolic inversion of (R)-ibuprofen. Epimerization and hydrolysis of ibuprofenyl-coenzyme A (англ.)
// Drug Metab. Dispos. — 1992. — , . — . — PMID 1352228
.

Илиел Э., Вайлен С., Дойл М.
Основы органической стереохимии = Basic Organic Stereochemistry / Пер. с англ. З. А. Бредихиной, под ред. А. А. Бредихина. — М.
: Бином. Лаборатория знаний, 2007. — 703 с. — ISBN 978-5-94774-370-8
.
Кан Р., Дермер О.
Введение в химическую номенклатуру = Introduction to Chemical Nomenclature / Пер. с англ. Н. Н. Щербиновской, под ред. В. М. Потапова, Р. А. Лидина. — М.
: Химия, 1983. — 224 с.
Потапов В. М.
Стереохимия. — М.
: Химия, 1988. — ISBN 5-7245-0376-X
.

Олег Лебедь

Эксперт по предмету «Химия»

Система R, S-номенклатуры

В 1966 году создана система для описания стереоизомеров — $R$, $S$-номенклатура, система Кана-Ингольда-Прелога или правила последовательного старшинства.

В этой системе к химическому названию вещества добавляют дескрипторы $R$ или $S$, позволяющие однозначно указать абсолютную конфигурацию.

Допустим, есть некое соединение $Xabcd$, где $X$ – асимметрический центр, $a$, $b$, $c$, $d$ – заместители. Для определения конфигурации соединения $Xabcd$ заместители нужно пронумеровать и разместить в порядке уменьшения старшинства, то есть $1$ > $2$ > $3$ > $4.$

Заместители рассматриваются со стороны, наиболее удаленной от самого младшего четвертого заместителя.

Если порядок убывания старшинства совпадает с
движением
по часовой стрелке, то конфигурацию асимметрического центра обозначают $R$ (правый), если против часовой стрелки – $S$ (левый).

Правила последовательного старшинства

При определении конфигурации соединения и построении его формулы необходимо следовать следующим правилам:

При распределении заместителей по старшинству, самым старшим считается тот, у которого больше атомный номер. У изотопов старшим считается атом с наибольшей атомной массой.
Самым младшим «заместителем» является неподеленная электронная пара.
Старшинство возрастает в ряду
:
неподеленная электронная пара
Если атомы, связанные с асимметрическим центром, все одинаковые, то порядок определяется по атомам второго пояса, связанных с атомами, имеющими одинаковое старшинство.
Например: В молекуле

установить старшинство групп $CH_2OH$ и $(CH_3)_2CH$ по первому атому нельзя. Но предпочтение имеет группа $CH_2OH$ (она будет старше), так как у кислорода атомный номер выше, чем у углерода.
Если атомы второго пояса также одинаковые, то порядок старшинства устанавливается по атомам третьего пояса и т. д. Заместители с разным старшинством могут располагаться на значительном расстоянии от асимметрического атома. Если заместитель приобрел предпочтение на одной из стадий согласования старшинства, то оно считается окончательным.
Если молекула содержит разветвления, то процедура установления старшинства проводится вдоль молекулярной цепи наибольшего старшинства. Для асимметрического атома имеет значение число, связанных с ним атомов высшего старшинства.
Например: $CCl_3 > CHCl_2 > CH_2 Cl.$
Формально допускается считать валентность всех атомов (исключение – водород) равной четырем. Если истинная валентность атома элемента меньше 4 (азот, кислород, сера), то считают, что у атома 4-$n$ ($n$ – истинная валентность) фантом – заместителей. Им приписывается нулевой порядковый номер, и они занимают последнее место в ряде заместителей.
Группы с двойными и тройными связями изображают таким образом, как если бы их расщепили на две или три простые связи.
Например: При представлении двойной связи $C=C$ каждый атом анализируется как связанный с двумя атомами углерода, при этом второй углеродный атом содержит три фантом заместителя.
Например: Представления для групп $-CH=CH_2$, $-C≡CH$, $-C_6H_5$ выглядят следующим образом:

По сташинству группы разместятся в ряд: $ -CH=CH_2$

«Система Кана-Ингольда-Прелога» 👇

Связь R, S-номенклатуры с D,L- и Z,E-номенклатурой

Правила последовательного старшинства задумывались так, чтобы как можно больше соответствовать систематике Фишера, созданной значительно старше. Конфигурация $D$-глицеринового альдегида совпала с конфигурацией рассчитанной по правилу старшинства. Таким образом, большинство $D$-центров имеют ($R$)-конфигурацию, $L$-стереоизомеры – ($S$)-конфигурацию.

Например, $D$-глицериновый альдегид принадлежит ($R$)-ряду:

Исключение составляет $L$-цистеин, принадлежащий ($R$)-ряду.

Система Кана-Ингольда-Прелога применима к соединениям с известной абсолютной конфигурацией. При неизвестной конфигурации соединение характеризуют знаком вращения.

$R,S$-номенклатуру применяют при описании цис- и транс-изомеров непредельных соединений. При установлении старшинства заместители у каждого конца кратной связи анализируют отдельно.

Соединению присваивают префикс $Z$ (вместе), если заместители имеют более высокое старшинство и расположены с одной и той же стороны двойной связи, если по разные стороны, то префикс $E$ (напротив). Такую номенклатуру назвали $Z,E$-номенклатурой.

Для этого соединения преимущественное право включения в главную цепь имеет звено с $Z$-конфигурацией.

$Z,E$-номенклатура может использоваться для соединений с аксиальной хиральностью. На плоскость, перпендикулярную хиральной оси изображают проекцию Ньюмена. Заместители на конце оси, находящиеся ближе к наблюдателю, имеют более высокое старшинство, чем заместители, находящиеся на дальнем конце оси. Конфигурацию соединения определяют направлением обхода заместителей по или против часовой стрелке в порядке убывания старшинства от первого лиганда к последующим второму, третьему и т.д.

1,3-аллендикарбоновая кислота имеет следующую конфигурацию

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Называются по числу атомов углерода. Первые четыре названия оригинальны, все остальные используют греческие и латинские числительные, которые довольно часто встречаются и в других науках. Номенклатура использует очень странную смесь греческих и латинских корней, – это забавно, но не важно, если вы не любитель древних языков.

Пентан
Гексан
Гептан
Октан
Нонан
Декан

11-19. Ундекан, додекан, три-, тетра-, пента-, гекса-, гепта-, окто-, нонадекан

22-29. но дальше все проще – докозан, трикозан, тетракозан, и т.п. до нонакозана

31-39. Гентриаконтан, дотриаконтан, тритриаконтан, и т.п.

41-49. По образцу 31-39

50. Пентаконтан и дальше до 99 по тому же шаблону.

Дальше по уже понятному шаблону, но вероятность реально встретить такие цепи ничтожно мала.

И вот, оказывается, в 1986 году кто-то озадачился проблемой очень длинных цепей и больших нумераторов (представьте себе, что в каком-то соединении у вас 567 метильных групп или хлоров, и как это назвать? А если 3488 фенилов? Вообще, нормальный химик на все это скажет – кончайте паясничать и выдумывать ерунду, это уже не индивидуальные соединения, а полимеры, а полимеры это всегда смеси, и никто не обязан это называть, потому что это просто невозможно. Полиэтилен, он и в середине Тихого океана полиэтилен, и кому какое дело, что в составе полиэтилена такой-то марки есть, например, алкан (скорее, алкен) c 5000 атомами углерода, его оттуда не достанешь и даже надежно не определишь его количество в этой смеси с неким случайным распределением. Но, оказывается, очень длинные алканы и не только алканы всё же получают вполне в индивидуальном виде, обычно те же полимерные химики, которым нужны эталоны для того чтобы получше понимать структуры и свойства своих полимеров.

Поэтому систему доделали до 9999 атомов. И весьма необычными словами, которые даже не взяли из греческого, а наполовину просто придумали по мотивам греческого. Так сказать, пересказали Илиаду своими словами. Получилось и правда нечто эпическое (скорее, эпикокомическое):

От 200 до 900. 200 – диктан. 300 – триктан. 400 – тетрактан. 500 – пентактан. 600 – гексактан. 700 – гептактан. 800 – октактан. 900 – нонактан.

1000 – называется килиан (знаменитый хореограф Иржи Килиан совершенно ни при чём). 2000 – дилиан. 3000 – трилиан. 4000 – тетралиан. 5000 – пенталиан. 6000 – гексалиан. 7000 – гепталиан. 8000 – окталиан. 9000 – ноналиан.

Итого, максимально длинная цепь, которую мы можем назвать одним длинным словом, имеет
атомов углерода. Это
. Ну и теперь, если мы не запутались в этих лианах, нам уже море по колено, и мы назовём любое алифатическое соединение. И когда нас спросят, а что битые полдня бормочет тот странный человек про какие-то акты и лианы и не сбрендил ли он в воспоминаниях о приключениях в джунглях Таиланда? – Да нет, он просто перечисляет по номенклатуре ИЮПАК все компоненты вон из того образца полиэтилена, такой им дан обет.

Так, а что делать с алканом из 10000 атомов углерода? Придется назвать как замещённое. Можно так: 1- пенталиил
пенталиан. А можно так: 1- метил
нонанонаконтанонактаноналиан. Второе, естественно, правильнее, потому что принцип номенклатуры выбирать самую длинную цепь, которую можете назвать, требует именно второго названия, и никто его не отменял.

Пентан
Гексан
Гептан
Октан
Нонан
Декан

11-19. Ундекан, додекан, три-, тетра-, пента-, гекса-, гепта-, окто-, нонадекан