Většina chemiků dokáže vyjmenovat články, které ovlivnily jejich život. Pro mnohé z nás jsou jedněmi z nejvýznamnějších Cahn-Ingold-Prelogova (CIP) pravidla priority z roku 1966. Článek má impozantní počet citací, ale stejně důležitá je i stabilita jeho popularity: jeho praktická využitelnost zajistila, že jej nadále používají generace chemiků po celém světě.
Pravidla CIP nám dávají jednoduchý nástroj pro jednoznačný popis stereocentra a jako taková jsou důležitou součástí naší přísné nomenklatury molekul. Přesto tato pravidla zaostávají za některými vývojovými trendy v chemii, a to zejména pokud jde o supramolekulární druhy.
Základem pravidel CIP je často považována kovalentní chemická vazba, ale nekovalentní interakce, které jsou pro supramolekulární chemii tak důležité, dávají také vzniknout stereogenním centrům. Je zřejmé, že pravidla lze vylepšit, ale měli bychom být také opatrní, abychom zbytečně nekomplikovali něco, co funguje pozoruhodně dobře.
Stávající pravidla zahrnují osamělé páry – v roce 2004 je Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie (Iupac) integrovala s ohledem na zacházení s tetraedrickými systémy, které mají pár elektronů: „osamělý pár elektronů na atomu, jako je dusík nebo síra, má fiktivní atomové číslo nula. Je tedy zařazen níže než atom vodíku“. Navrhujeme proto další jednoduché rozšíření pravidel priority pro řešení problému nekovalentních interakcí.
Náš navrhovaný systém
Pro interakce zahrnující osamělé páry navrhujeme, aby koordinovanému osamělému páru bylo přiřazeno fiktivní atomové číslo mezi 0 a 1 (jinými slovy větší než nekoordinovaný osamělý pár, ale menší než atom vodíku). Pokud existuje více než jeden koordinovaný osamělý pár, jsou seřazeny podle ligandu podle klasických pravidel CIP.
Výše uvedené příklady ukazují, jak by byla přiřazena priorita (podle červených čar a čísel) při použití navrhovaných úprav pravidel CIP
Pro interakce zahrnující atomy (například atomy H jako součást vodíkových vazeb) se přiřazení provádí podle stejných pravidel, jaká se používají pro stereogenní centra; tedy vodíková vazba nebo jiná nekovalentní interakce má vyšší prioritu než vodík a nekovalentní vazby mají prioritu podle atomového čísla ligandu (od nejvyššího po nejnižší).
Nahoře jsou dva jednoduché příklady se šipkami a čísly označujícími pořadí priority. V prvním případě (komplexy CH3OH:HF) má koordinační osamělý pár na methanolu střední prioritu mezi nekoordinačním osamělým párem (směřujícím dozadu) a atomem vodíku; ve druhém případě (komplexy CH3NH2:NH3:OH2) má vodík koordinovaný s kyslíkem vyšší prioritu než vodík koordinovaný s dusíkem. Oba mají vyšší prioritu než osamělý pár (směřující dozadu), ale nižší prioritu než methylová skupina.
Správně pojmenovat sloučeninu znamená uvědomit si, že bylo vytvořeno stereogenní centrum, a položit si otázku o původu chirality; navíc přítomnost druhého, nadmolekulárního stereogenního centra, vede ke skryté diastereomerii. Tento jednoduchý systém nám umožňuje přehledně popisovat supramolekulární struktury a dále zlepšovat jazyk chemie.