الوصف المجسم للجزيئات
Stereodescriptors of the Molecules
- إن وصف الوضعية المجسمة لجزئ ما حسب تعريف الـ IUPAC هو عبارة عن توزيع أو ترتيب configuration الذرات الموجودة في الجزئ (ذرات الجزئ) في الحيز الذي يميز الأيزومرات المجسمة التي يمكن أن يحدث لها تحول داخلي interconverted عن طريق الدوران حول الروابط الأحادية.
- أحياناً يستخدم هذا المصطلح لوصف انعكاس المراكز الكيرالية للمثلث الهرمي trigonal pyramidal وكذلك مركبات biphenyl ومركبات أخرى مع إهمال التوزيع الذي يختلف فقط نتيجة الدوران حول واحدة أو أكثر من الروابط الأحادية شرط أن يكون الدوران سريع بحيث لا يسمح بعزل الأنواع المختلفة ويتضمن عدة طرق أو أنظمة من أنواع الوصف حسب بنية الجزئ.
وصف التوزيع حول المركز الكيرالي نظام R/S
- نظام R/S من أكثر الأنظمة دقه في وصف توزيع المرتبطات بالمركز الكيرالي فقد نشر سنة 1951 البريطانيان R.S Cahn and Cristopher Ingold بحث يوضح طريقة لوصف توزيع ذرات الجزئ حول المركز الكيرالي ثم تبع ذلك بحث أخر نشر سنة 1956 لنفس البريطانيان السابقين بالإضافة إلى البوسني Vladimir Prelog حيث تم وضع قواعد لوصف التوزيع الكيرالي لمراكز الهرم الرباعي بالرمز R أو S وأصبح يعرف بنظام Cahn-Ingold-Prelog ويرمز له باختصار CIP.
- يقوم هذا النظام على أساس الأولوية priority للذرات أو المجموعات اعتماداً على عدة قواعد تعرف بقواعد التسلسـل sequence rules وبعد تحديد أولوية كل مرتبطة بالمركز الكيرالي يتم تدوير الجزئ بحيث تكون الذرة أو المجموعة الأقل في الأولوية بعيدة عن المشاهد ثم ينظر على ترتيب الأولوية للذرات أو المجموعات الثلاث الأخرى فإذا كانت في اتجاه عقارب الساعة clockwise يوصف بالوضعية R حيث يشير (للكلمة اللاتينية Rectus وتعني اليمين) وإذا كان ترتيب الأولوية في عكس اتجاه عقارب الساعة counterclockwise فأن توزيع الوضعية المجسمة يوصف بـ S في إشارة إلى (الكلمة اللاتينية Sinister وتعني اليسار).
قواعد تسمية نظام R/S
(1) تعتمد الأولوية النسبية للمجموعات أو الذرات على العدد الذري atomic number للذرة المرتبطة ارتباط مباشر بالمركز الكيرالي حيث تكون الذرة الأعلى عدد ذري هي الأعلى أولوية.
(2) إذا كانت الذرات المرتبطة بالمركز الكيرالي لنفس العنصر (أي نفس الذرة) فأن الأولوية تحدد عن طريق الذرات التي تليها مباشرة.
(3) عندما ترتبط الذرة على المركز الكيرالي في مجموعة ذات روابط متعددة فأن الأولوية تحدد من خلال تكرار نفس الذرة وفقاً لرتبة الرابطة بمعنى أنها تكرر مرتين للرابطة الثنائية وثلاث مرات للرابطة الثلاثية.
(4) في حال وجود نظائرisotopic في الجزئ تحدد الأولوية بناءً على رقم الكتلة mass number وليس العدد الذري لأن النظائر لها نفس العدد الذري فيكون للنظير الأثقل الأولوية الأعلى.
(5) للمجموعتين المتماثلتين والمختلفتان فقط في اتجاه الكيرالية تكون الأولوية الأعلى للمجموعة ذات التوزيع R والأولوية الأقل للمجموعة ذات التوزيع S
(6) يعتبر الزوج إلكتروني المفرد مرتبطة وهمية phantom ligand وتكون له الأولوية الأقل.
(7) عند وجود مركزين كيراليين متجاورين وبنفس التوزيع R,R أو S,S فيوصـــف كـل مركزين متشابهين بـ like ويرمز لهما بالرمز lk وإذا كان التوزيع مختلف R,S أو S,R فيوصف كل زوج منهما بunlike ويرمز لهما بالرمز ul وتكون الأولوية الأعلى للوصف lk
(8) يوصف توزيع المرتبطات حول ذرتي كربون الرابطة الثنائية في وحدة ستيروجنيك بتوزيع Z إذا كانت المرتبطتين على نفس الجانب حيث يشير الحرف Z (إلى كلمة zusammen وتعني في الألمانية معاً) وإذا كانتا على جانبين مختلفين فأنه يوصف بتوزيع E ويشير الحرف E (للكلمة Entggen وتعني في اللغة الألمانية جانب مختلف) وفي الجزيئات التي تتضمن مركز كيرالي مرتبط بمجموعتي متماثلتين ذات توزيع Z و E تكون الأولوية الأعلى للمجموعة ذات التوزيع الهندسي Z.
- عندما تكون المرتبطة الأقل في الأولوية في مستوى الرسم الجانبي فأن التوزيع الكيرالي يكون كما يظهر في الرسم أما عندما تكون للأمام أو في مستوى الرسم العلوي فأن التوزيع الكيرالي يكون عكس ما يظهر من الرسم كما في المثالين التاليين.
ترتيب أولوية الذرات والمجموعات فى تسمية نظام R/S
- الجدول التالي يوضح ترتيب أولوية الذرات والمجموعات حيث تزداد الأولوية كلما اتجهنا من أعلى إلى الأسفل كما يلي:
