Prelog–Helmchen 1982:CIP 税制怎样被改写得更严、也更能交给机器
Basic Principles of the CIP-System and Proposals for a Revision
一九八二年八月,《应用化学》国际英文版第二十一卷第八期刊出十七页综述,作者是弗拉迪米尔·普雷洛格(V. Prelog)与君特·黑尔姆兴(Günter Helmchen),题目按字面是 “Basic Principles of the CIP-System and Proposals for a Revision”,页码从五六七到五八三。作者栏分别写在苏黎世联邦理工学院有机化学实验室(ETH 中心,大学街十六号,CH-8092 苏黎世),以及维尔茨堡大学有机化学研究所(胡布兰德,D-8700 维尔茨堡)。封面印刷如此,不按后到履历改写成海德堡。五月十日收稿。DOI:10.1002/anie.198205671。文首题献给罗伯特·悉尼·卡恩(Robert Sidney Cahn,一八九九年六月九日—一九八一年九月十五日)与克里斯托弗·凯尔克·英戈尔德爵士(Sir Christopher Kelk Ingold,一八九三年十月二十八日—一九七〇年十二月八日)。同年德文《应用化学》第九十四卷把同一套原则印成 “Grundlagen des CIP-Systems und Vorschläge für eine Revision”,页码从六一四到六三一,DOI:10.1002/ange.19820940805。德文本是同伴印刷,不是第二份封面。对象是修订提案:一九六六年那套税制用了十六年,又有人试图教计算机按一九六六年的条款判案,若干条款必须写得更严,若干条款必须改写;立体异构体与立体拓扑性(stereotopicity)要被系统处理,而不能再只靠实用补丁。本页不是 一九五六年 R 与 S 第一次开印,也不是 一九六六年分子手性长文。本页是一九八二年这十七页。本页不把某分子怎样逐步标成 R 或 S 写成可照做的课堂操练单,也不把甾体、激素或手性药物怎样制备写成可照做的规程。对象是证据,不是菜谱。
它不是 Cahn–Ingold 1951。《化学会志》六一二到六二二页只有卡恩与英戈尔德,描述符仍是小写 d 与 l。它不是 Cahn–Ingold–Prelog 1956。《经验》八一到九四页才改印 R 与 S。本页不再改字母形状。它不是 Cahn–Ingold–Prelog 1966。三十一页把权限扩到构象手性与配位数六。本页假定那份长税制已被使用十六年,未知数改成哪些句子必须收紧。它不是 比佛特一九五一年。测定是哪一只手。本页是已经画出的那一只手,在修订后的税则里怎样被机器读成字母。它不是 范霍夫一八七四年的四面体碳,不是 巴斯德一八四八年的酒石酸钠铵盐,也不是 Barton 1950。四面体、镊子与椅式都不是封面。它不是普雷洛格一九七五年十二月十二日的诺贝尔演说,也不是他同年在美国化学会讨论会上讲 CIP 史的那一篇。它不是黑尔姆兴二〇一六年的五十年纪念短讯。它更不是一份应当照着给课堂分子排队、改环、制激素或制造手性药物的规程。
破除误解:不是一九五一、一九五六或一九六六年的邻篇,不是酒石酸盐测定,不是诺贝尔演说或五十年纪念,也不是操练单或制激素规程
第一个误解,是把本页读成 Cahn–Ingold–Prelog 1966 的再版,或读成“分子手性一经写成通用税制,条款就已经严到可以教机器”。一九六六年长文把权限扩展到构象手性,以及配位数到六的无机构型。封面硬物是第五卷三八五到四一五页。本页十六年后再写:用过的经验,尤其是把一九六六年那一套教给计算机的努力,已经表明若干方面必须更严格地表述,另一些必须修改。看见序列规则,不要把五六七页提前写成三八五页的标题。邻篇是邻篇。
第二个误解,是把本页读成 Cahn–Ingold–Prelog 1956 的迟到重印,或读成“R 与 S 一开印,修订就已经完成”。一九五六年十四页把描述符从 d 与 l 改成 R 与 S,切断铅字上与费歇尔 D/L、与旋光符号的视觉碰撞。本页改的是已经开印的字母按哪一套更严的原则被选出来,以及立体拓扑性怎样进入同一套原则。把八一页的改字母焊进五六七页,会把二十六年的邻篇写成同一份封面。
第三个误解,是把本页读成 Cahn–Ingold 1951 的续篇标题。一九五一年十一页把原子序数尺子写到四配位不对称原子上,描述符仍是 d 与 l,署名里没有普雷洛格。看见词典序,不要把六一二页提前写成一九八二年的修订提案。
第四个误解,是把本页读成 比佛特、皮尔德曼与范博梅尔一九五一年 的命名附录。乌得勒支那两页用反常散射选出与天然右旋酒石酸相符的那一只手。测定是晶体学的权限,见 X 射线晶体学。本页的权限是:已经画出的那一只手,在收紧后的条款里怎样被唯一读成字母。本页没有把酒石酸根钉进晶胞。
第五个误解,是把本页读成 范霍夫一八七四年的四面体碳 的再版,或读成 巴斯德一八四八年的酒石酸钠铵盐 的理论附录,或读成 Barton 1950 的命名附录。四面体回答单碳四根键指向哪里。镊子回答不旋光的酸是不是混合物。椅式回答哪一种排布更稳。本页假定这三张桌子都已经开过。未知数改成:用了十六年的印刷税制,哪些句子化学家靠默会补全、机器却补不全。
第六个误解,是把普雷洛格一九七五年的诺贝尔演说,或他把 CIP 史写成 “From Configurational Notation of Stereoisomers to the Conceptual Basis of Stereochemistry” 的那次讨论会报告,焊成本页封面。摘要自己点出那次报告:CIP 三人组里按时间与字母都排第三的成员,在那里讲过这套系统的历史。ACS Symp. Ser. 第十二卷第一七九页是史,不是修订条款。十二月十二日的演说表彰有机分子与反应的立体化学,奖状不能代替五六七到五八三页。黑尔姆兴二〇一六年在《应用化学》国际版第五十五卷一〇二三〇到一〇二三二页写的五十年纪念,DOI:10.1002/anie.201603313,是三十四年后的短讯。纪念不是提案。
第七个误解,是把德文第九十四卷六一四到六三一页读成第二份封面。两种文字同年印出同一套修订提案。本页按第二十一卷五六七到五八三页读。德文本是同伴,不是另一套税则。
第八个误解,是把“修订”读成一份应当照着给课堂分子排队、把最低优先基放到后方、顺时针写 R 的操练单,或读成甾体改环、激素制备、手性药物工艺。十七页给出的是概念判决:一九六六年那套税制里,哪些条款必须写到机器也能无歧义执行。看见优先、层次有向图或描述符,不是拿到一份应当动手标某个分子的步骤清单。对象是证据,不是菜谱。
对象:十六年经验与教机器、层次有向图、立体发生单元、立体拓扑性,以及十七页作为修订提案的权限
第一件公开硬物是诊断本身。摘要写明:积累下来的经验,尤其是把卡恩、英戈尔德与普雷洛格一九六六年所描述的系统教给计算机的努力,已经表明某些方面必须更严格地表述,另一些必须修改。先前主要按实用方式处理的立体异构体问题,以及立体拓扑性,现在要按系统方式讨论。一九六六年已经给出可印刷的通用税制。十六年的使用暴露的不是字母不够用,而是若干条款仍靠化学家的默会补全。默会补得上的句子,机器补不上。修订提案的第一刀,是把这些句子写严,而不是再换一对拉丁字母。
第二件硬物是层次有向图,也称树图。要给立体发生单元上的配体排队,原子不再只靠在纸上“往外数一层”。本页把从核心长出去的连接写成一棵有向树:每个立体发生单元各有一棵。不饱和处仍用重复出现的原子把双键、三键写进同一套词典序。环被打开成树枝。机器要学的,是这棵树怎样被逐层、逐枝比较。价键理论与分子轨道理论 总览会问键怎样被写成轨道。本页问的是已经画出的连接,怎样被写成机器也能走完的树。原子序数仍是第一把内部尺子。质量数仍是下一把较细的尺子。改的是树必须被写全,比较必须被穷尽。
第三件硬物是立体发生单元,以及反射会不会翻转描述符。单元可以是中心、轴、面,或能产生立体异构的双键。不对称碳是常见特例,不是唯一入口。前几条序列规则用的是反射不变的性质:核电荷、质量数、几何关系、同类对。最后一条才用反射会翻转的描述符:R 先于 S,M 先于 P。假不对称处印小写 r 与 s,因为那一对字母在镜子里不换。本页把“何时看组成、何时看几何、何时看已经印好的字母”写成必须按顺序穷尽的层次。看见 r 或 s,不要读成课堂里写错了大小写。看见 R 或 S,不要读成右旋或左旋。
第四件硬物是立体拓扑性被收进同一套原则。四面体上两枚组成相同的配体,可以是对映拓扑或非对映拓扑。三角中心的两面,可以按同一套优先被写成 Re 或 Si。一九六六年汉森已在《美国化学会志》第八十八卷为成对配体与两面写出 pro-R、pro-S 与 Re、Si,DOI:10.1021/ja00964a022。那是邻居。本页要把立体异构体与立体拓扑性一并按系统讨论。同分异构 总览后到会把构造、构型与构象分成三层。本页停在:连法已经相同的那一层里,哪些三维差异要进名称,哪些位置差异也要按同一税则被命名。
第五件硬物是十七页作为修订提案的权限。它确认的是:一九六六年税制可以继续当骨架;若干条款必须写严,若干条款必须改写;层次有向图让比较成为可交给机器的手续;立体拓扑性不再只是另开的实用表。题献把卡恩与英戈尔德写进封面,并不把一九五一年或一九五六年焊成一九八二年的标题。它没有把绝对构型的实验测定收进封面;那是比佛特一侧的晶体学。它没有宣布糖与氨基酸上的 D/L 作废。它没有把只靠内坐标大小不同、符号并不翻转的那一类稳定异构收进 CIP;齿轮状异构一类仍用克莱恩–普雷洛格的扭转角描述符作邻居。本页只读五六七到五八三页。封面硬物仍是修订提案。
它钉死了什么,以及它没有量到的东西
它钉死的是:一套已经被手册用了十六年的印刷税制,不能再把关键句子留给化学家的默会。若继续坚持“人看得懂就不需要写严”,化合物登记与机器检索就会在立体一层上再次失语。一九五一年看对了内部尺子。一九五六年看对了字母形状必须与旧记号分开。一九六六年看对了辖区必须扩到分子手性。本页看对了:税则已经在用,句子仍有机器走不通的缝。要交给机器,必须先把缝写死。
它钉死的是立体异构与立体拓扑性必须被同一套原则系统处理。位置是不是对映拓扑,面该印 Re 还是 Si,不能再只靠课堂里另讲一套。手性与对映异构 总览后到会把左右手套、R/S 与旋光符号分成三层。本页停在第三层的税则怎样被改写得更严,以及位置与面怎样不再落在税则外面。
它也钉死了本页是提案,不是把一九五六年的改字母或一九六六年的扩辖区倒填回来。R 与 S 早已开印。分子手性早已写进第五卷。一九八二年问的是条款的严格性与系统范围。后到的 IUPAC 蓝皮书吸收了其中许多表述,那是邻居标准,不是五六七页自己宣布已经取代三八五页。提案不是法令。
它没有测定任何分子的绝对构型。比佛特一组用反常散射把酒石酸盐的绝对构型钉进晶体学。修订后的税则仍只给已经测定、或已经由化学关联接到测定上的那一只手起名字。有机合成 检验的是目标分子怎样被逐步构建。本页只提供:构建完成之后,立体一层与立体拓扑一层怎样按可交给机器的条款进入名称。
它也没有把课堂操练单印进五六七页,没有把甾体改环或手性药物工艺写成封面实验。一九七五年诺贝尔奖状、一九七五年那次 CIP 史报告、二〇一六年五十年纪念,都是邻层印刷物。演说与纪念不能代替十七页提案。
跨域连接
- Cahn–Ingold–Prelog 1966:三十一页把序列规则扩成分子手性的通用税制。本页十六年后再写:那套税制哪些句子必须收紧,立体拓扑性怎样从实用补丁收成系统。不要把五六七页读成三八五页的再版。长文服务辖区扩大。本页服务条款收紧。
- Cahn–Ingold–Prelog 1956:十四页把描述符从 d 与 l 改成 R 与 S。本页不再改字母形状。本页改的是已经开印的字母按哪一套更严的原则被选出来。不要把八一页读成修订提案。
- Cahn–Ingold 1951:十一页写出四配位不对称原子上的序列规则,描述符仍是 d 与 l。本页假定尺子已经在用,未知数改成句子是否严到能教机器。不要把六一二页读成一九八二年的封面。
- 比佛特一九五一年:两页通信选出酒石酸根是哪一只手,并不给这只手起通用字母。本页提供收紧后的税则,并不把任何一只手钉进晶胞。测定服务模型与晶体是否重合。修订服务重合之后名称怎样被机器读成唯一的铅字。
- 范霍夫一八七四年的四面体碳:荷兰小册把单碳四根亲和力写成四面体顶点。本页问这两种贴法怎样按可交给机器的条款被印成字母。四面体服务几何。本页服务税制已经用了十六年之后,句子怎样被写严。
- 巴斯德一八四八年的酒石酸钠铵盐:那一页的对象是半面、镊子和两堆相反的溶液。本页的对象是一百三十四年后的修订提案。晶体回答不旋光的酸是不是混合物。修订回答每一只手在名称里怎样被机器读成同一个字母。
- 手性与对映异构:那一篇从左右手套讲到 R/S 与不对称催化,对象是立体化学这张地图。本页只收一九八二年的印刷物:收紧的条款、层次有向图、以及立体拓扑性怎样进入同一套原则。地图在那一篇;税则在这一篇。
- 同分异构:异构先被写成同组成、不同连法。本页处理的是连法已经相同、纸面式却仍必须另加一层字母的那一层。构造课回答哪根键接在哪。本页回答已经不同的三维样式与立体拓扑,怎样被印成也能交给机器的名字。
- 价键理论与分子轨道理论:总览会把四面体方向接到杂化。本页用原子序数作排序键,并用层次有向图把连接写成可比较的树。成键理论服务键为什么在那里。本页服务键已经在那里之后,名称选哪一个字母。
- 有机合成:总览要把碳骨架怎样被逐步构建写成手续。本页停在一九八二年把立体一层改写成可交给机器的条款。不要把本页读成一份应当照着改环、制激素或制备手性药物的规程。
- Barton 1950:八月短文把甾核写成椅式,未知数是哪一种排布更稳。本页可以把某一张已经选定的三维快照按收紧后的条款写成描述符,并不回答哪一张椅子更该坐。
参考文献
- Prelog, V. & Helmchen, G. “Basic Principles of the CIP-System and Proposals for a Revision.” Angewandte Chemie International Edition in English, 21(8), 1982, 567–583. DOI: 10.1002/anie.198205671
- Prelog, V. & Helmchen, G. “Grundlagen des CIP-Systems und Vorschläge für eine Revision.” Angewandte Chemie, 94, 1982, 614–631. DOI: 10.1002/ange.19820940805
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- Barton, D. H. R. “The Conformation of the Steroid Nucleus.” Experientia, 6(8), 1950, 316–320. DOI: 10.1007/BF02170915
延伸阅读
- 与 Cahn–Ingold–Prelog 1966、Cahn–Ingold–Prelog 1956、Cahn–Ingold 1951、手性与对映异构 对读:改字母与扩辖区是邻层;本页只保留一九八二年的修订提案。
- 与一九七五年诺贝尔演说、一九七五年 CIP 史报告、二〇一六年五十年纪念对读为邻居;不要焊进五六七页封面。
- Helmchen, G. “The 50th Anniversary of the Cahn–Ingold–Prelog Specification of Molecular Chirality.” Angewandte Chemie International Edition, 55(35), 2016, 10230–10232. DOI: 10.1002/anie.201603313
- Prelog, V. “Chirality in Chemistry.” Nobel Lecture, 12 December 1975.