卡恩-英格尔—普雷洛格规则

为了完整清晰地描述一个手性中心(连接四个基团)的绝对三维取向，20世纪50年代建立了—个称为卡恩-英格尔—普雷洛格(Cahn-lngold-Prelog，CIP)规则(Cahn-lngold-Prelog Rule)的系统。这个规则是以连接手性中心的四个基团的大小顺序规则为基础的。按此规则，用前缀R或S来明确表示分子中不对称中心的绝对构型。这些优先顺序规则如下：①有较高原子序数的原子排在有较低原子系数原子的前面，对同位素原子而言，有较高质量的同位素排在前面；②如果两个或多个相同的原子直接连接在不对称原子上，按相同的顺序规则对侧链原子进行比较．烷基的顺序是叔基>仲基>伯基，有优先取代基的基团有最高的优先权，对于连接杂原子的基团可以应用类似的规则；③对于多重键，以双键或叁键连接的原于对它所连接的原子做一次或二次重复，这些规则也适用于芳族体系；④对于取代的烯基，具有Z构型的基团比具有E构型的基团优先。

R-S系统具体命名法如下：当连接到中心碳原子上的a、b、c、d是不同基团时，分子13是手性的。假设13中四个取代基按上述CIP规则以a>b>c>d顺序排列，如果从中心碳原子到最小的基团d方向，观察到a→b→c是顺时针方向，则这个碳中心的构型被定义为R；否则就认定为S。如果将R-S系统命名比喻为驾驶汽车的方向盘就很形象，也就容易理解了。以这个规则来观察前述的乳酸、丙氨酸、甘油醛，不难看出它们的绝对构型可认定如下：D型的甘油醛和乳酸为R构型，天然的氨基酸如丙氨酸则是S构型。

除上述中心手性外，还有另一种不对称性因素称为轴手性(axial chirality)。以联萘酚为例，14是有空间位阻的联芳基类化合物，其手性是由于连接两个芳基的C—C单键(C1-C1’)的旋转受阻而产生的。只要其位阻足够大，就可能以两种形态存在，称为阻转异构体(atropisomer)。这类结构可以看做是中心手性的延伸。沿着C1-C

1’轴方向看，比较靠近观察者的碳中心C1上的两边的基闭在优先顺序中排在头两位：另—端C1’的两边基团排在第3位和第4位。应指出的是，从C-C轴哪一端观察结果都是一样的。如图所示，从C1-C1’轴方向或从C1’ -C1轴方向来观察，按中心手性体系的相似规则来认定，得到一致的结论。

因此，在本例中14具有R构型。由于C—C轴的旋转受阻而产生的手性化合物有天然的也有人工合成的。

如前所述，和它们的镜像不能重合的分子称为手性分子。实物分子与其不能重合的镜像分子彼此称为对映体。但如果分子中含一个以上手性中心，就有可能出现另一种称为非对映体的立体异构现象。非对映体定义为具有相同的化学组成，但彼此不是实物和镜像的手性化合物。因此，如图1—7所示，对于2—氯—3—羟基丁烷而言，可以画出四个不同的结构：两对对映体化合物，四个非对映体化合物。

用R-S命名系统来表达分子中的不对称碳原子的绝对构型，优点是比较可靠，已被广泛接受。但也有不是之处，即它不能反映立体异构体之间的构型关系。因此在碳水化合物和氨基酸中，许多命名习惯上仍用D、L来表示。