**Cahnov-Ingoldov-Prelogov *R*,*S*-systém** (iné názvy: **Cahnova–Ingoldova–Prelogova nomenklatúra**,[chýba zdroj] **Cahnovo-Ingoldovo-Prelogovo názvoslovie**, **pravidlá poradia CIP**,[chýba zdroj] **Cahnove-Ingoldove-Prelogove pravidlá**, **CIP pravidlá**) pomenovaný podľa organických chemikov Roberta Sidneyho Cahna, Christophera Kelka Ingolda a Vladimira Preloga je štandardný proces kompletného a jednoznačeného pomenovávania stereoizomérov molekúl v organickej chémii. Princípom pravidiel CIP je určiť deskriptor *R* alebo *S* na každom stereocentre a deskriptor *E* alebo *Z* na každej dvojitej väzbe tak, aby v systematickom názve bola špecificky určená konfigurácia celej molekuly i pomocou týchto deskriptorov. Molekula môže obsahovať ľubovoľný počet stereocentier a dvojitých väzieb a každé z nich môže existovať v dvoch izoméroch. Molekula s *n* stereogénnymi centrami má zvyčajne 2*n* stereoizomérov a 2*n*−1 diastereomérov (párov enantiomérov). Pravidlá poradia CIP napomáhajú presnému pomenovaniu všetkých stereomérov všetkých organických a organokovových molekúl, v ktorých majú všetky atómy 4 alebo menej väzieb (prípadne 6, kedy sa jedná o „počet susediacich atómov" na danom centre).

Príklad priorizácie štruktúry podľa pravidiel CIP. Priorita je určená podľa substitúcie prvkov s vyšším protónovým číslom alebo iných skupín. Červenou farbou sú zvýraznené substituenty, ktoré určujú konečnú prioritu.
Kľúčový článok predstavujúci pravidlá CIP bol publikovaný v roku 1966 a potom ho nasledovali ďalšie úpravy, než bol v roku 1974 doplnený do pravidiel Medzinárodnej únie pre čistú a aplikovanú chémiu (IUPAC), ktorá určuje organické názvoslovie. Odvtedy boli pravidlá upravované, naposledy v roku 2013, a sú súčasťou knihy Názvoslovie organických zlúčenín od IUPAC. 

Jeden z novších článkov navrhuje isté zmeny k niektorým pravidlám (konkrétne 1b a 2), u ktorých nie sú jasné správne deskriptory. Ostáva však iný problém: vo vzácnych prípadoch majú dva rôzne stereoizoméry tej istej molekuly zhodné CIP deskriptory, takže CIP pravidlá nemusia byť schopné pomenovať stereomér jednoznačne a môže byť lepšie využiť iné názvoslovie.

Postup v pomenovávaní
---------------------

Jednotlivé kroky v pomenovávaní pomocou pravidiel CIP sú:

1. Identifikácia stereocentier a dvojitých väzieb
2. Určenie priorít skupín napojených na každé stereocentrum alebo atóm dvojitej väzby
3. Priradenie *R/S* a *E/Z* deskriptorov

### Určenie priorít

*R/S* a *E/Z* deskriptory sú priradené podľa pravidiel určovania priorít skupín naviazaných na každé stereocentrum. Tento proces je hlavnou časťou CIP pravidiel. Prehľad pravidiel uvedený v tejto sekcii vynecháva niektoré pravidlá vyžadované len vo vzácnych prípadoch:

1. Porovnáme protónové čísla (Z) atómov naviazaných priamo na stereocentrum; skupina s atómom s vyšším protónovým číslom má vyššiu prioritu.
2. V prípade zhody porovnáme atómy vo vzdialenosti 2 od stereocentra — vytvoríme zoznam atómov pre každú skupinu atómov naviazaných priamo na atóm naviazaný na stereocentrum. Každý zoznam musí byť usporiadaný zostupne podľa atómového čísla. Následne porovnávame zoznamy po atómoch: pri prvom rozdiele priradíme vyššiu prioritu skupine s vyšším protónovým číslom.
3. Ak i v tomto prípade nastane zhoda, každý atóm v týchto zoznamoch sa nahradí ďalším zoznamom atómov, ktoré sú naňho naviazané (vo vzdialenosti 3 od stereocentra); tieto nové zoznamy sú znovu usporiadané zostupne podľa protónového čísla a celá štruktúra sa znovu porovnáva po jednotlivých atómoch. Proces sa rekurzívne opakuje až kým sa nerozhodne, ktorá skupina má vyššiu prioritu, zakaždým o jednu väzbu ďalej od stereocentra.

#### Izotopy

Ak sa dve skupiny líšia len v izotopoch, tak má prioritu vyššia atómová hmotnosť.

#### Dvojité a trojité väzby

Tento príklad ukazuje pravidlo „rozdelenia a zdvojenia" pre dvojité väzby. Vinylová skupina (C=C) alebo alkénová časť má vyššiu prioritu oproti alkánovej (C-C) časti.
Ak je atóm A viazaný dvojitou väzbou na atóm B, atóm A je vnímaný ako viazaný obyčajnou väzbou na dva atómy: atóm B a „fantómový atóm", ktorý je duplikátom B (má zhodné atómové číslo), ale nie je naviazaný na nič iné okrem atómu A. Keď je B nahradené zoznamom naviazaných atómov, vynechá sa atóm A, ale nie jeho „fantómový atóm"; atóm A sa vynechá, aby sa zabránilo návratu po väzbe, po ktorej sa postupovalo k atómu B. Postup pri trojitej väzbe je potom rovnaký, len majú atómy A i B dva fantómové atómy toho druhého.

#### Geometrické izoméry

Ak sú dva substituenty na vzájomné atóme geometrické izoméry, má *Z*-izomér prednosť oproti *E*-izoméru.

#### Cyklické molekuly

Pre molekuly, ktoré majú jeden alebo viac cyklov, je nutné najprv molekuly zapísať ako strom pomocou prechodu cez všetky možné cesty začínajúce u stereocentra. Ak sa znovu narazí na atóm, ktorý už sa v strome nachádza, vytvorí sa fantómový atóm podobne ako pri násobných väzbách, aby bol strom konečný. Jeden atóm v pôvodnej molekule sa teda môže v strome objaviť na viacerých miestach (niektoré ako fantómové atómy, niektoré ako pôvodné).

### Priradenie deskriptorov

###### Stereocentrá: *R/S*

Po tom, čo boli určené priority substituentov na stereocentre, molekula sa orientuje v priestore tak, aby skupina s najnižšou prioritou smerovala od pozorovateľa. Ak sú substituenty očíslované od 1 (najvyššia priorita) po 4 (najnižšia priorita), potom smer rotácie krivky prechádzajúcej cez vetvy označené 1, 2 a 3 odlíšiť stereoméry. Stereocentrum s rotáciou v smere hodinových ručičiek sa označuje ako *R (rectus)* a stereocentrum s rotáciou proti smeru hodinových ručičiek sa označuje *S (sinister)*. Tieto názvy pochádzajú z latinských výrazov pre "vpravo" a "vľavo".

Dva príklady stereocentier. Substituent s najnižšou prioritou (číslo 4) je ukázaný len ako vlnovka a jeho umiestnenie sa predpokladá byť za zvyškom molekuly. Obe stereocentrá na obrázku majú konfiguráciu *S*.
Praktickou metódou určovania deskriptorov daného enantioméru je použitie pravidla pravej ruky: molekula sa objíme prstami pravej ruky v smere 1 → 2 → 3. Ak palec ukazuje smerom k štvrtému substituentu, enantiomér je *R*, inak je to *S*.

Príklad (*s*) deskriptoru: (1*R*,2*s*,3*S*)-1,2,3-trichlórocyklopentán
Vo výnimočných prípadoch sa môže stať, že sa substituenty líšia len v ich absolútnej konfigurácii (*R* alebo *S*). Ak je nutné určiť relatívne priority týchto substituentov, *R* má prioritu nad *S*. Ak nastane táto situácia, deskriptor stereocentra sa píše malým písmenom (*r* alebo *s*) namiesto veľkých písmen, ktoré sa bežne používajú.

#### Dvojité väzby: *E/Z*

Pre alkény a iné molekuly s dvojitou väzbou sa používa rovnaký proces určovania priorít ich substituentov. V tomto prípade záleží na usporiadaní dvoch substituentov s najvyššou prioritou voči dvojitej väzbe. Ak sú oba substituenty na rovnakej strane väzby, teda v *cis* konfigurácii, tak je stereoméru priradený deskriptor *Z* (*zusammen*). Naopak ak sú v *trans* konfigurácii, tak je stereoméru priradený deskriptor *E* (*entgegen*). Tieto názvy sú odvodené z nemeckých výrazov pre „spolu" a „oproti".

### Príklady

V nasledujúcej tabuľke sú uvedené príklady použitia tohto názvoslovia.

| Určenie *R*/*S* pre niekoľko zlúčenín |
| --- |
|  | Hypotetická molekula brómochlórofluórjódometán v jej (R)-konfigurácii by bola jednoduchá chirálna zlúčenina. Priority sú určené podľa protónového čísla (Z): jód (Z = 53) > bróm (Z = 35) > chlór (Z = 17) > fluór (Z = 9). Keď fluór (najnižšia priorita) ukazuje smerom od pozorovateľa, zvyšné atómy budú zoradené v smere hodinových ručičiek a teda bude mať táto molekula deskriptor *R*. |
|  | Pri určovaní L-serínu má najvyššiu prioritu dusík (Z = 7) v amínoskupine. Hydroxymetyl (CH2OH) i karboxylová skupina (COOH) majú uhlíkový atóm (Z = 6), ale vyššiu prioritu má COOH skupina spojená na druhý kyslík (Z = 8), zatiaľ čo v CH2OH skupine je uhlík viazaný na vodík (Z = 1). Najnižšiu prioritu má vodíkový atóm a keď tento atóm ukazuje smerom od pozorovateľa, tak sú substituenty zoradené proti smeru hodinových ručičiek, takže majú konfiguráciu *S*. |
|  | Stereocentrum v (*S*)-karvóne je viazané na jeden vodík (nie je ukázaný, priorita 4) a tri uhlíkové atómy. Izopropenylová skupina má prioritu 1 (má len uhlíkové atómy) a priorita zvyšných dvoch uhlíkových atómov je určená podľa uhlíkov na nich naviazaných: jeden je súčasťou ketoskupiny (O, O, C, priorita 2) a druhý súčasťou alkénu (C, C, H, priorita 3). Výsledná rotácia proti smeru hodinových ručičiek dáva deskriptor *S*. |

Popis viacerých stereocentier
-----------------------------

Ak má zlúčenina viac než jedno stereocentrum, každé centrum má deskriptor buď *R*, alebo *S*. Napríklad efedrín existuje v stereoizoméroch (*1R,2S*) a (*1S,2R*), ktoré sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi - sú to teda enantioméry. Táto molekula potom existuje ešte v enantioméroch (*1R,2R*) a (*1S,2S*), ktoré sú nazývané pseudoefedrín namiesto efedrínu. Všetky štyri izoméry sa nazývajú 2-metylamíno-1-fenyl-1-propanol v systematickom názvosloví. Efedrín a pseudoefedrín sú diastereoméry, respektíve stereizoméry, ktoré nie sú enantioméry, pretože nie sú vzájomnými zrkadlovými obrazmi. Pseudoefedrín a efedrín majú rôzne názvy, pretože keďže sú to diasetereoméry, majú rôzne chemické vlastnosti, a to i v podobe racemátu.

Všeobecne platí, že pre akýkoľvek pár enantiomérov sú všetky deskriptory opačné: (*R,R*) a (*S,S*) sú enantioméry, rovnako ako (*R,S*) a (*S,R*). Diastereoméry majú aspoň jeden deskriptor spoločný: napríklad (*R,S*) a (*R,R*) sú diastereoméry, rovnako ako (*S,R*) a (*S,S*). Obdobne to platí i pre molekuly s väčším počtom stereocentier: ak majú stereoizoméry aspoň jeden deskriptor zhodný, sú to diastereoméry. Ak majú všetky deskriptory opačné, sú to enantioméry.

Ak numerické označenie stereocentier nie je unikátne kvôli symetrii celej molekuly, jedná sa o mezozlúčeninu, ako je napríklad kyselina mezo-vínna, u ktorej je (*R,S*) forma rovnaká ako (*S,R*) forma. V mezo zlúčeninách sa *R* a *S* stereocentrá nachádzajú v symetricky umiestnených pároch.

Relatívna konfigurácia
----------------------

Relatívna konfigurácia dvoch stereoizomérov môže byť značená pomocou deskriptorov *R* a *S* s hviezdičkou (\*). (*R\*,R\**) znamená, že dve centrá majú rovnakú konfiguráciu, teda (*R,R*) alebo (*S,S*); (*R\*,S\**) naznačuje dve centrá s opačnou konfiguráciou, teda (*R,S*) alebo (*S,R*). Pri tomto použití je stereogénne centrum s najnižším číslom (podľa číslovania podľa IUPAC) označené deskriptorom *R\**.

Pri určení dvoch anomérov sa využívajú relatívne stereodeskriptory alfa (α) a beta (β). Pri α anomére májú *anomérny uhlík* a r*eferenčný atóm* opačné konfigurácie (*R,S*) alebo (*S,R*), zatiaľ čo pri β anomére sú zhodné, (*R,R*) alebo (*S,S*).

Strany
------

*Pozri aj: Prochiralita*Acetofenón a α-fenyletanol.
Stereochémia sa objavuje i pri určovaní *strán* u trigonálnych molekúl ako sú ketóny. Nukleofil môže v nukleofilnej adícii pristúpiť ku karbonylovej skupine z dvoch opačných strán. Ak achirálny nukleofil atakuje acetón, obe strany sú identické a vzniká len jeden produkt. Ak nukleofil atakuje butanón, strany sú rôzne (*enantiotopické*) a vzniká racemát. Ak je nukleofil chirálny, vznikajú diastereoméry. Ak je jedna strana molekuly zakrytá substituentmi alebo geometrickými obmedzeniami v porovnaní s druhou stranou, nazývajú sa strany *diastereotopické*. Na určenie strany sa využívajú rovnaké pravidlá ako pri určovaní stereocentrier. Strany sa potom nazývajú ***Re*-strana** a ***Si*-strana**. V príklade napravo je acetofenón zobrazený z *Re*-strany. Pri adícii hydridu (redukcia) na túto stranu vzniká (*S*)-enantiomér a pri adícii na Si-stranu vzniká (*R*)-enantiomér. Je však nutné si uvedomiť, že adícia na prochirálne centrum z *Re*-strany nemusí vždy viesť k (*S*)-stereocentru, keďže sa musí uvážiť priorita adovanej skupiny. To znamená, že stereochémia produktu musí byť určená samostatne a nedá sa všeobecne určiť podľa toho, na ktorú stranu bola skupina adovaná. V uvedenom príklade by pri ataku chloridu (*Z* = 17) na prochirálne centrum z *Re*-strany vznikol (*R*)-enantiomér.

Referencie
----------

1. ↑   *PřF:C2021 Organická chemie I - Informace o předmětu* [online]. is.muni.cz, [cit. 2022-10-05]. Dostupné online.
2. ↑   *PřF:C2700 Organická chemie - Informace o předmětu* [online]. is.muni.cz, [cit. 2022-09-13]. Dostupné online.
3. 1 2  LITERÁK, Jaromír. *Prostorové uspořádání molekul organických sloučenin* [online]. [Cit. 2022-10-05]. Dostupné online.
4. ↑  BŘÍŽĎALA, Jan. *Organická chemie pro gymnázia*. [Třebíč] : [s.n.], 2020. (1. vydání.) Dostupné online. ISBN 978-80-270-8161-5.
5. 1 2 3 4  CROSS, L.C; KLYNE, W.. *Rules for the Nomenclature of Organic Chemistry: Section E: Stereochemistry (Recommendations 1974)*. [s.l.] : [s.n.], 1974. Dostupné online. ISBN 978-0-08-021019-3.
6. ↑  MARCH, Jerry; MICHAEL B. Smith. *March's advanced organic chemistry : reactions, mechanisms, and structure*. 6.. vyd. Hoboken, NJ : Wiley-Interscience, 2007. ISBN 978-0-471-72091-1. S. 155–162.
7. 1 2 3  Cahnov-Ingoldov-Prelogov R,S-systém. In: BÍNA, Jaroslav. *Malá encyklopédia chémie*. Bratislava : Obzor, 1981. S. 155.
8. 1 2  
„Zvyčajne" nemusí vždy platiť - napríklad v prípade mezo-zlúčenín, ktoré majú chirálne centrá i rovinu symetrie, môžu byť niektoré stereoizoméry „degenerované" (identické) práve kvôli symetrii roviny, takže tento matematický výraz nadhodnocuje celkový počet stereomérov. Viď Clayden, op. cit. str. 317.
9. ↑  Clayden, Jonathan; Greeves, Nick; Warren, Stuart. *Organic Chemistry*. 2nd. vyd. Oxford, UK : Oxford University Press, 2012. Dostupné online. ISBN 978-0199270293. S. 316f.
10. ↑  Cahn, R.S.; Ingold, C.K.; Prelog, V.. Specification of Molecular Chirality. *Angewandte Chemie International Edition*, 1966, s. 385–415. DOI: 10.1002/anie.196603851.
11. ↑  Prelog, V.; Helmchen, G.. Basic Principles of the CIP-System and Proposals for a Revision. *Angewandte Chemie International Edition*, 1982, s. 567–58. DOI: 10.1002/anie.198205671.
12. ↑  IUPAC Chemical Nomenclature and Structure Representation Division (2013). "P-9". In Favre, Henri A.; Powell, Warren H. (eds.). Nomenclature of Organic Chemistry: IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013. IUPAC–RSC. ISBN 978-0-85404-182-4.
13. ↑   Algorithmic Analysis of Cahn-Ingold-Prelog Rules of Stereochemistry: Proposals for Revised Rules and a Guide for Machine Implementation. *Journal of Chemical Information and Modeling*, 30 July 2018, s. 1755–1765. Dostupné online. DOI: 10.1021/acs.jcim.8b00324. PMID 30059222.
14. ↑  Mayfield, John; Lowe, Daniel; Sayle, Roger (2017). *Comparing CIP implementations: The need for an open CIP*. Abstracts of papers of the American Chemical Society. **254**. Retrieved 2020-07-22. Abstract on publisher web siteFree registration required
15. ↑   Basic Principles of the CIP-System and Proposals for a Revision. *Angewandte Chemie International Edition in English*, August 1982, s. 567–583. DOI: 10.1002/anie.198205671.
16. ↑  KLEIN, David R.. *Organic Chemistry*. 2nd. vyd. [s.l.] : Wiley, 2013-12-31. ISBN 978-1118454312. S. 203. (po anglicky)
17. ↑   An introduction to the sequence rule: A system for the specification of absolute configuration. *Journal of Chemical Education*, March 1964, s. 116. DOI: 10.1021/ed041p116.
18. ↑  IUPAC, *Compendium of Chemical Terminology*, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "pseudo-asymmetric carbon atom". DOI:10.1351/goldbook.P04921
19. ↑  Harold Hart; Christopher M. Hadad; Leslie E. Craine. *Organic Chemistry: A Short Course*. [s.l.] : Cengage Learning, 1 January 2011. Dostupné online. ISBN 978-1-133-17283-3. S. 177–.
20. ↑  IUPAC, *Compendium of Chemical Terminology*, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "Relative Configuration". DOI:10.1351/goldbook.R05260
21. ↑  Moss, G. P.. Basic terminology of stereochemistry (IUPAC Recommendations 1996). *Pure and Applied Chemistry*, 1996, s. 2193-2222. DOI: 10.1351/pac199668122193.
22. ↑  IUPAC, *Compendium of Chemical Terminology*, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "Re, Si". DOI:10.1351/goldbook.R05308

Pozri aj
--------

* Chiralita (chémia)
* Deskriptor (chémia)
* Izomér
* Enantiomér
* Diastereomér
* Stereochémia

Zdroj
-----


|  |  |
| --- | --- |
| Portal | Chemický portál |

*Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Cahn–Ingold–Prelog priority rules na neurčenej Wikipédii.*