La mayoría de los químicos pueden enumerar los artículos que han marcado su vida. Para muchos de nosotros, uno de los más relevantes son las reglas de prioridad de Cahn-Ingold-Prelog (CIP) de 1966. El artículo tiene un impresionante número de citas, pero igual de importante es la estabilidad de su popularidad: su utilidad práctica ha garantizado que siga siendo utilizado por generaciones de químicos de todo el mundo.
Las reglas CIP nos proporcionan una herramienta sencilla para describir sin ambigüedad los estereocentros, y como tal es una parte vital de nuestra rigurosa nomenclatura para las moléculas. Sin embargo, las reglas van por detrás de algunos desarrollos en química, y en particular cuando se trata de especies supramoleculares.
El enlace químico covalente se considera a menudo la base de las reglas CIP, pero las interacciones no covalentes que son tan vitales para la química supramolecular también dan lugar a los centros estereogénicos. Está claro que las reglas pueden mejorarse, pero también debemos tener cuidado de no complicar innecesariamente algo que funciona notablemente bien.
Las reglas existentes sí incluyen los pares solitarios -en 2004 la Unión Internacional de Química Pura y Aplicada (Iupac) los integró con respecto al tratamiento de los sistemas tetraédricos que tienen un par de electrones: «un par solitario de electrones en un átomo como el nitrógeno o el azufre tiene el número atómico ficticio de cero. Por lo tanto, su rango es inferior al de un átomo de hidrógeno». Por lo tanto, proponemos una extensión adicional y sencilla de las reglas de prioridad para resolver el problema de las interacciones no covalentes.
Nuestro sistema propuesto
Para las interacciones que implican pares solitarios, proponemos que al par solitario coordinado se le asigne un número atómico ficticio entre 0 y 1 (en otras palabras, mayor que un par solitario no coordinado pero menor que un átomo de hidrógeno). Si hay más de un par solitario coordinado, se ordenan por el ligando siguiendo las reglas clásicas del CIP.
Los ejemplos anteriores muestran cómo se asignaría la prioridad (siguiendo las líneas rojas y los números) utilizando las modificaciones propuestas a las reglas CIP
Para las interacciones que implican átomos (por ejemplo, átomos de H como parte de enlaces de hidrógeno), la asignación se consigue mediante las mismas reglas que se aplican a los centros estereogénicos; así, el enlace de hidrógeno u otra interacción no covalente tiene mayor prioridad que el hidrógeno, y los enlaces no covalentes se priorizan por el número atómico del ligando (de mayor a menor).
Arriba hay dos ejemplos simples, con flechas y números para indicar el orden de prioridad. En el primero (complejos CH3OH:HF), el par solitario de coordinación en el metanol tiene una prioridad intermedia entre el par solitario no coordinado (que apunta hacia atrás) y el átomo de hidrógeno; en el segundo (complejos CH3NH2:NH3:OH2) el hidrógeno coordinado al oxígeno es más prioritario que el coordinado al nitrógeno. Ambos son más prioritarios que el par solitario (que apunta hacia atrás), pero menos prioritarios que el grupo metilo.
Nombrar correctamente un compuesto es tomar conciencia de que se ha creado un centro estereogénico y preguntarse por el origen de la quiralidad; además, la presencia de un segundo centro estereogénico supramolecular, da lugar a un diastereomerismo oculto. Este sencillo sistema permite describir con claridad las estructuras supramoleculares y mejorar aún más el lenguaje de la química.