La capacidad de diferenciar entre dos enantiómeros es fundamental en la química orgánica, especialmente en la industria farmacéutica, donde la quiralidad puede determinar la efectividad de un compuesto.
Reglas de Cahn-Ingold-Prelog (CIP)
La prioridad se determina basándose estrictamente en el número atómico (Z) de los átomos directamente unidos al centro quiral.
- Regla 1: A mayor número atómico, mayor prioridad. Por ejemplo: I > Br > Cl > F > O > N > C > H.
- Regla 2 (Isótopos): Si los átomos son el mismo elemento, el isótopo con mayor masa tiene prioridad (ej. Deuterio 2H > Hidrógeno 1H).
- Regla 3 (Desempate): Si los átomos unidos directamente son idénticos, se examinan los átomos siguientes en la cadena hasta encontrar la primera diferencia.
- Regla 4 (Enlaces múltiples): Los enlaces dobles o triples se tratan como si el átomo estuviera unido a dos o tres átomos del mismo tipo mediante enlaces sencillos. Un grupo -C=O se cuenta como si el carbono estuviera unido a dos oxígenos.
Una vez asignadas las prioridades (del 1 al 4, donde 1 es la más alta), se debe orientar la molécula de modo que el grupo de menor prioridad (4) quede hacia atrás (alejado del observador).
- Configuración R (Rectus): Si el camino de 1 →2 →3 sigue el sentido de las agujas del reloj.
- Configuración S (Sinister): Si el camino de 1→2 →3 sigue el sentido contrario a las agujas del reloj.
Casos para determinar la configuración R/S
Caso 1: Cuando el H (o el grupo 4) está en el guion (hacia atrás)
- Observa la estructura desde el frente.
- Dibuja una flecha curva conectando los grupos en orden de prioridad: 1 -2 -3.
- Si es en sentido horario: R
- Si es en sentido antihorario: S
Caso 2: Cuando el H (o el grupo 4) está en la cuña (hacia adelante)
- Observa la estructura desde el frente.
- Dibuja una flecha curva conectando 1 – 2 – 3.
- Si es en sentido horario: R invertir S
- Si es en sentido antihorario: S invertir R
Caso 3: Cuando el H (o el grupo 4) está en la línea plana superior (en el plano)
- Observa desde un ángulo de 180° opuesto al H y vuelve a dibujar la estructura.
- Coloca el sustituyente que está a tu izquierda en el enlace izquierdo; el que está a tu derecha en el enlace derecho; y el que está en el guion en la parte inferior.
- Dibuja una flecha curva conectando 1 – 2 – 3.
- Si es en sentido horario: R
- Si es en sentido antihorario: S
Caso 4: Cuando el H (o el grupo 4) está en la línea plana inferior (en el plano)
- Observa desde un ángulo de 180° opuesto al H y vuelve a dibujar la estructura.
- Coloca el sustituyente que está a tu izquierda en el enlace izquierdo; el que está a tu derecha en el enlace derecho; y el que está en el guion en la parte inferior.
- Dibuja una flecha curva conectando 1 – 2 – 3.
- Si es en sentido horario: R
- Si es en sentido antihorario: S
Resolución de Ejercicio Práctico
Problema: Asigne la configuración R/S para el siguiente centro quiral:
- Paso 1: Observamos el centro quiral. Los grupos unidos son: -NH2, -C(CH3)3, -CHO, y -H.
- Paso 2: Asignamos prioridades por número atómico:
- -NH2 (Nitrógeno Z=7)
- -CHO (Carbono Z=6) Inicia en carbono igual que el grupo -C(CH3)3 pero como tiene la secuencia C-H-O y el otro radical: C-C-H. El CHO tiene mayor prioridad por el oxígeno.
- -C(CH3)3 (Carbono Z=6)
- -H (Hidrógeno Z=1)
- Paso 3: Trazamos el camino de 1 →2 → 3. Si el giro es en sentido de las agujas del reloj, es R. Si es antihorario, es S.
- Paso 4: Ahora debes identificar el tipo de caso. Como en este centro quiral, el hidrógeno está en la cuña (hacia adelante), estamos en presencia del caso 2. Como el giro es siguiendo las agujas del reloj, la configuración es R, pero como el caso 2 señala que se debe invertir el resultado, para este centro quiral, la configuración es S.
R→ S