4.4: Nommer les énantiomères

La dénomination des énantiomères utilise les règles de Cahn – Ingold – Prelog qui impliquent l'attribution de priorités à différents groupes de substituants au niveau d'un centre chiral. Chaque énantiomère, étant une molécule distincte, se voit attribuer un nom unique par les règles de Cahn – Ingold – Prelog (CIP), également appelées système R – S . Le préfixe R- ou S - attaché aux centres chiraux dans un énantiomère dépend de la disposition spatiale des quatre substituants sur le centre chiral. Le système R – S comprend essentiellement trois étapes : l'attribution de priorités aux quatre groupes de substituants au centre chiral, la réorientation de la molécule de telle sorte que le substituant de priorité la plus basse s'éloigne de l'observateur et la détermination si la séquence de groupes attachés est dans le sens des aiguilles d'une montre. ou dans le sens antihoraire. Alors que le premier attribue un préfixe R-, le second aboutit à l'étiquette S -.

Il y a certaines considérations importantes à garder à l’esprit lors de l’exercice des règles CIP. La priorité des groupes fonctionnels attachés au centre chiral est basée sur leurs numéros atomiques dans le tableau périodique. Dans le cas de deux groupes rattachés au centre chiral avec le même élément, des priorités à ces groupes sont attribuées en fonction du premier point de différence. Par exemple, un groupe acide carboxylique (-COOH) a une priorité plus élevée qu'un substituant aldéhyde (-CHO), car le premier a un atome d'oxygène au premier point de différence, par rapport à l'atome d'hydrogène dans le second.

Figure 1. (1R,2s,3S)-1,2,3-Trichlorocyclopentane

Comme mentionné précédemment, le centre avec une charte de rotation dans le sens des aiguilles d'une montre est un centre R- (rectus), tandis que le centre dans le sens inverse des aiguilles d'une montre est un centre S- (sinistre). Les noms « rectus » et « sinistre » sont dérivés du latin pour les directions « droite » et « gauche ». Lors de la nomination des énantiomères, dans les cas rares mais possibles où deux substituants sur un atome ne diffèrent que par leur configuration absolue (R ou S), R a priorité sur S. Par exemple, considérons le cas de (1R,2s,3S)-1 ,2,3-trichlorocyclopentane, illustré à la figure 1. Dans un tel scénario, l'atome de carbone avec la configuration R se voit attribuer la priorité la plus élevée et le préfixe de l'atome de carbone adjacent reçoit une configuration « S » minuscule au lieu de l'habituel. « S- » majuscule.

Les énantiomères, tels que le 2-butanol et son image miroir, sont des composés distincts ; par conséquent, chaque énantiomère doit avoir son propre nom distinct.

Le système Cahn-Ingold-Prelog, également appelé système R-S, est utilisé pour attribuer des noms uniques aux énantiomères. Ici, chaque centre chiral d’un énantiomère se voit attribuer le préfixe R ou S en fonction de la disposition spatiale des groupes substituants.

Le système R-S comporte trois étapes. Dans la première étape, les priorités sont attribuées aux quatre groupes de substituants au centre chiral en fonction de leurs numéros atomiques, un étant la priorité la plus élevée et quatre étant la priorité la plus basse.

Dans la deuxième étape, la molécule est orientée de telle sorte que le substituant de priorité la plus basse pointe à l’opposé de l’observateur.

La dernière étape consiste à déterminer si la séquence un-deux-trois est dans le sens des aiguilles d’une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d’une montre. Si la séquence un-deux-trois est dans le sens des aiguilles d’une montre, le centre chiral est étiqueté R. À l’inverse, si la séquence un-deux-trois est dans le sens inverse des aiguilles d’une montre, le centre chiral est étiqueté S.

Considérons la molécule 2-butanol, qui a un atome d’hydrogène, un atome d’oxygène et deux atomes de carbone attachés au centre chiral. De tous les substituants, l’oxygène et l’hydrogène ont respectivement les numéros atomiques les plus élevés et les plus bas. En conséquence, les groupes hydroxyle et hydrogène se voient attribuer les numéros de priorité un et quatre, respectivement.

Comme les groupes méthyle et éthyle sont attachés au centre chiral par des atomes de carbone, la priorité à ces groupes est attribuée au premier point de différence. Ici, le groupe éthyle est prioritaire, car il a un atome de carbone au premier point de différence, par rapport à l’atome d’hydrogène du groupe méthyle.

Ensuite, la molécule est tournée de telle sorte que l’hydrogène pointe vers l’extérieur. Ici, la séquence un-deux-trois est dans le sens des aiguilles d’une montre.

En conséquence, le préfixe R est attribué au centre chiral et l’énantiomère est étiqueté comme (R)-2-butanol. De même, l’énantiomère du (R)-2-butanol est marqué (S)-2-butanol.