Useimmat kemistit osaavat luetella artikkeleita, jotka ovat muokanneet heidän elämäänsä. Monille meistä yksi merkityksellisimmistä ovat Cahn-Ingold-Prelogin (CIP) prioriteettisäännöt vuodelta 1966. Artikkelilla on vaikuttava viittausmäärä, mutta yhtä tärkeää on sen suosion pysyvyys: sen käytännöllinen hyödyllisyys on varmistanut sen, että kemistisukupolvet eri puolilla maailmaa käyttävät sitä edelleen.
CIP-säännöt antavat meille yksinkertaisen työkalun stereokeskusten yksiselitteiseen kuvaamiseen, ja sellaisenaan se on olennainen osa molekyylien tiukkaa nimikkeistöämme. Silti säännöt ovat jääneet jälkeen joistakin kemian kehityssuuntauksista, erityisesti kun on kyse supramolekyylilajeista.
Kovalenttista kemiallista sidosta pidetään usein CIP-sääntöjen perustana, mutta supramolekyylikemian kannalta elintärkeät ei-kovalenttiset vuorovaikutukset synnyttävät myös stereogeenisiä keskuksia. On selvää, että sääntöjä voidaan parantaa, mutta meidän on myös varottava monimutkaistamasta tarpeettomasti jotakin, joka toimii huomattavan hyvin.”
Olemassa oleviin sääntöihin sisältyvät yksinäiset elektroniparit – vuonna 2004 Kansainvälinen puhtaan ja soveltavan kemian liitto (International Union of Pure and Applied Chemistry, Iupac) sisällytti ne niiden tetraedristen systeemien käsittelyyn, joilla on elektronipari: ”Atomin, kuten typen tai rikin, yksinäisellä elektroniparilla on kuvitteellinen nolla atominumeroa. Se on siten alempi kuin vetyatomi”. Siksi ehdotamme prioriteettisääntöjen yksinkertaista laajennusta ei-kovalenttisten vuorovaikutusten ongelman ratkaisemiseksi.
Ehdottamamme järjestelmä
Vuorovaikutuksille, joissa on mukana yksinäisiä pareja, ehdotamme, että koordinoituneelle yksinäiselle parille annetaan kuvitteellinen atomiluku 0:n ja 1:n väliltä (toisin sanoen suurempi kuin koordinoimattomalle yksinäiselle parille mutta pienempi kuin vetyatomille). Jos koordinoituja yksinäisiä pareja on enemmän kuin yksi, ne järjestetään ligandin mukaan klassisten CIP-sääntöjen mukaisesti.
Yllä olevissa esimerkeissä näytetään, miten prioriteetti annettaisiin (punaisia viivoja ja numeroita seuraten) käyttämällä CIP-sääntöihin ehdotettuja muutoksia
Vuorovaikutussuhteissa, joissa on mukana atomeja (esimerkiksi H-atomeja vetysidoksen osana), järjestys tapahtuu samoilla säännöillä, joita sovelletaan stereogeenisiin keskuksiin; Näin ollen vetysidos tai muu ei-kovalenttinen vuorovaikutus on korkeammalla prioriteetilla kuin vety, ja ei-kovalenttiset sidokset asetetaan tärkeysjärjestykseen ligandin järjestysluvun mukaan (suurimmasta pienimpään).
Yllä on kaksi yksinkertaista esimerkkiä, joissa nuolet ja numerot osoittavat tärkeysjärjestyksen. Ensimmäisessä (CH3OH:HF-kompleksit) metanolia koordinoivalla yksinäisellä parilla on väliprioriteetti ei-koordinoivan yksinäisen parin (osoittaa taaksepäin) ja vetyatomin välillä; toisessa (CH3NH2:NH3:OH2-kompleksit) happea koordinoiva vety on korkeammalla prioriteetilla kuin typpeä koordinoiva. Molemmat ovat korkeammalla prioriteetilla kuin yksinäinen pari (osoittaa taaksepäin), mutta matalammalla prioriteetilla kuin metyyliryhmä.
Voidakseen nimetä yhdisteen oikein on tultava tietoiseksi siitä, että stereogeeninen keskus on syntynyt, ja kysyttävä itseltään kiraalisuuden alkuperää; lisäksi toisen, supramolekulaarisen stereogeenisen keskuksen läsnäolo johtaa piilevään diastereomeriaan. Tämän yksinkertaisen järjestelmän avulla voimme kuvata supramolekyylirakenteita selkeästi ja parantaa kemian kieltä entisestään.