Radicalii liberi

RADICALI LIBERI– particule cu electroni nepereche în orbitalii atomici sau moleculari exteriori. Paramagnetice, de regulă, au o reactivitate ridicată și, prin urmare, există pentru o perioadă foarte scurtă de timp. Sunt intermediari în multe reacții.

În 1826, a avut loc o întâlnire între doi chimiști germani remarcabili, Justus Liebig și Friedrich Wöhler. Cunoștința a devenit prietenie, care s-a dovedit a fi foarte fructuoasă pentru dezvoltarea chimiei. Tinerii oameni de știință au dorit să întreprindă un studiu comun, iar în acest scop au ales acidul benzoic și uleiul de migdale amare (conține benzaldehidă). Această lucrare avea mare importanță, deoarece a dezvăluit clar conceptul de radical chimic. Acest termen provine din latinescul radix - rădăcină; a fost folosit și de Lavoisier pentru a desemna „corpuri formatoare de acid” anorganice simple sau complexe de natură neclară. Dar termenul „radical” a devenit larg răspândit doar în chimia organică.

După cum au arătat Liebig și Wöhler, în mulți compuși legați de acidul benzoic există un grup de atomi legați împreună, care rămâne neschimbat într-o serie de transformări chimice diferite. Astfel de grupuri au fost numite radicali; în acest caz a fost benzoil C6H5CO. Această definiție a radicalului a fost acceptată cu entuziasm de cel mai autoritar chimist al vremii, Jöns Jakob Berzelius, iar Liebig însuși, în 1843, a numit chimia organică „chimia radicalilor complecși”. De fapt, radicalii din reacțiile organice au jucat rolul atomilor, trecând fără modificări de la un compus organic la altul, așa cum se întâmplă cu atomii din reacții. compuși anorganici. Berzelius a propus chiar desemnarea radicalilor ca atomi, de exemplu, benzoil cu simbolul Bz.

După benzoil, s-au identificat alți radicali - etil C 2 H 5, metil CH 3 etc. A fost construit un sistem complex- teoria radicalilor, care considera compușii organici ca oxizi, hidrați, săruri - ca și compușii anorganici. Această teorie a contrazis însă multe fapte și, prin urmare, a fost abandonată de-a lungul timpului, dar conceptul de radical a rămas la fel de util în chimie. Până acum, chimiștii desemnează mulți radicali care apar frecvent în conformitate cu propunerea lui Berzelius, de exemplu, metil (Me), etil (Et), propil (Pr), butil (Bu), amil (Am), acetil (Ac), alchil ( Alk), arii (Ar), ciclopentadienil (Cp), fenil (Ph), tolilsulfonil (Tosyl, Ts), freacă-butiloxicarbonil (Boc) si multe altele. Acest lucru ajută la economisirea spațiului atunci când scrieți (de exemplu, Ac 2 O în loc de (CH 3 CO) 2 O pentru anhidrida acetică sau Ph 3 N în loc de (C 6 H 5) 3 N pentru trifenilamină). Conceptul de radical este folosit în principal în chimia organică; dintre radicalii anorganici, cei mai cunoscuți sunt amoniul NH 4, cianogenul CN, bismutil BiO, uranil UO 2 și alții.

În 1840, Berzelius spunea profetic: „Într-o zi șansa va ajuta la restabilirea și izolarea multor radicali complecși”. O serie de chimiști, printre care Eduard Frankland și Hermann Kolbe, au încercat să izoleze unii radicali organici în stare liberă - metil, etil, amil. Cu toate acestea, orice astfel de încercări au eșuat. Prin urmare, puțini oameni au crezut că radicalii ar putea fi cu adevărat „liberi”, adică. există pe cont propriu și nu ca parte a unei molecule. Tradiția a fost încălcată de tânărul chimist american Moses Gomberg, fondatorul chimiei radicalilor liberi, iar descoperirea sa, în deplină concordanță cu predicția lui Berzelius, a fost de fapt făcută întâmplător.

Gomberg s-a născut în 1866 în orașul ucrainean Elisavetgrad (azi Kirovograd), după ce s-a mutat în SUA a absolvit Universitatea din Michigan, apoi s-a pregătit în Germania timp de doi ani. Revenit la Universitatea din Michigan, unde a devenit profesor câțiva ani mai târziu, Gomberg a fost primul care a obținut tetrafenilmetan, un derivat al metanului în care toți atomii de hidrogen au fost înlocuiți cu inele benzenice. Apoi a încercat să sintetizeze un derivat similar de etan, hexafeniletan (C 6 H 5) 3 C–C (C 6 H 5) 3, în care toți cei șase atomi de hidrogen au fost înlocuiți cu grupări fenil. În acest scop, Gomberg a tratat trifenilclormetanul C(C 6 H 5) 3 Cl cu zinc, cupru, mercur sau argint. El știa bine că în astfel de reacții, similare cu reacția Wurtz, atomii de metal rup atomii de clor din moleculele de hidrocarburi clorurate, iar fragmentele rămase (radicalii) se recombină imediat - se unesc. De exemplu, în cazul clorobutanului se obţine octanul: 2C 4 H 9 Cl + 2Na ® C 8 H 18 + 2NaCl. Era logic să presupunem că trifenilclormetanul va produce hexafeniletan. Și apoi îl aștepta o surpriză.

Gomberg a efectuat reacția, a izolat produsul și l-a analizat. Spre surprinderea lui, pe lângă carbon și hidrogen, conținea și oxigen. Sursa de oxigen era evidentă - aerul, dar nu era complet clar cum oxigenul a devenit un participant la reacție. Gomberg a repetat experimentul, protejând cu grijă amestecul de reacție de aer. Rezultatul a fost uimitor. În primul rând, soluția s-a dovedit a fi galbenă, dar în aer s-a decolorat rapid. De regulă, aspectul culorii indică o modificare a structurii compusului rezultat. În al doilea rând, produsul izolat într-o atmosferă inertă s-a dovedit a avea aceeași compoziție cu hexafeniletanul, dar proprietățile sale au fost izbitor de diferite de acesta: chiar și într-o soluție rece, a reacționat rapid cu oxigen, brom și iod. Hexafeniletanul nu a putut intra în astfel de reacții.

Gomberg a făcut o presupunere îndrăzneață: după ce argintul extrage un atom de clor din trifenilclormetan, se formează un radical liber - trifenilmetil (C 6 H 5) 3 C·. Electronul nepereche îl face foarte activ față de halogeni și oxigen. Reacția cu iod dă trifeniliodmetan: 2(C 6 H 5) 3 C + I 2 ® 2(C 6 H 5) 3 CI, iar cu oxigenul se formează peroxid de trifenilmetil: 2(C 6 H 5) 3 C + O 2 ® (C 6 H 5) 3 C–O–O–C (C 6 H 5) 3. În absența unor reactivi adecvați (într-o atmosferă inertă), acești radicali pot reacționa între ei - înfrățindu-se pentru a forma o moleculă dimerică de hexafeniletan (C 6 H 5) 3 C–C (C 6 H 5) 3. Gomberg a sugerat că această reacție este reversibilă: moleculele de hexafeniletan se descompun parțial în radicali trifenilmetil. Acest lucru a fost indicat și de măsurare greutate moleculară conexiuni ( cm. DEFINIȚIA GREUTĂȚII MOLECULARE), care s-a dovedit a fi mai mare decât cea a trifenilmetanului, dar mai mică decât cea a dimerului său - hexafeniletan. Ulterior, s-a constatat că într-o soluție de benzen la temperatura camerei și o concentrație de dimer de 0,1 mol/L, dimerul se disociază doar cu 2-3%. Dar dacă radicalii sunt îndepărtați din reacție (de exemplu, prin reacția cu oxigenul), atunci echilibrul se deplasează imediat spre disocierea dimerului până când acesta dispare complet. Gradul de disociere crește semnificativ atunci când substituenții sunt introduși în inelele benzenice. Astfel, în cazul a trei grupări nitro în poziţiile para, disocierea este de 100%, iar radicalul poate fi obţinut chiar în stare cristalină.

În 1900, Gomberg, pe baza rezultatelor cercetării sale, a publicat un articol în Journal of the American Chemical Society cu un titlu neobișnuit pentru acea vreme. Trifenilmetil, cazul carbonului trivalent. Și mai neobișnuit a fost finalul acestui articol: a ajuns chiar și în carte Recorduri mondiale în chimie. Fără falsă modestie, autorul a scris: „Această lucrare va fi continuată și doresc să rezerv această linie de cercetare”.

Povestea descoperirii lui Gomberg a avut o continuare interesantă. Rezultatele pe care le-a obţinut şi interpretarea lor au fost destul de convingătoare; trifenilmetil a primit chiar numele de radical Gomberg. Nimeni nu s-a îndoit că, ca urmare a dimerizării radicalilor trifenilmetil, se formează hexafeniletan. Acest lucru părea să fie confirmat experimental în 1909 de celebrul chimist german laureat Premiul Nobel Heinrich Wieland, iar diagrama corespunzătoare a ajuns în manuale (se poate găsi, de exemplu, în celebrul curs despre Începuturile chimiei organice de A.N. și N.A. Nesmeyanov). Cu toate acestea, mulți ani mai târziu, în 1968, s-a dovedit că cei doi radicali Homberg se combină între ei într-un mod complet diferit decât credeau chimiștii timp de mai bine de jumătate de secol. S-a dovedit că unul dintre radicalii trifenilmetil îl „mușcă” pe celălalt din partea inelului fenil, departe de atomul de carbon „trivalent”; aceasta produce o structură neobișnuită în care unul dintre cele șase inele benzenice devine „non-benzen” (chimiștii numesc această structură chinoid). Acesta este compusul care, în absența oxigenului, este în echilibru cu radicalii liberi trifenilmetil.

Iar cel mai interesant lucru din această poveste este că structura chinoidă a dimerului a fost descoperită la începutul secolului al XX-lea. propus de chimistul german Paul Jacobson. Se pare că el a crezut (și, după cum s-a dovedit, pe bună dreptate) că doi radicali trifenilmetil pur și simplu nu se pot potrivi împreună așa cum credea Gomberg: șase grupări fenil situate în jurul atomilor de carbon centrali interferează cu acest lucru. Studiile ulterioare au arătat că inelele benzenice din radicalii trifenilmetil nu sunt situate în același plan, ci sunt rotite la un unghi de câteva zeci de grade, formând un fel de „elice”. Este clar că cele șase „lame” a două astfel de „elice” nu permit centrelor lor să se apropie de a forma o moleculă de hexafeniletan. Prin urmare, reacția decurge într-un mod diferit, așa cum a sugerat Jacobson. Dar atunci nimeni nu a acordat atenție formulei ciudate a produsului de reacție pe care l-a propus.

După lucrările lui Gomberg, întrebarea a apărut în mod natural: este trifenilmetil o excepție sau pot exista alte „fragmente” de molecule în stare liberă, de exemplu, metil CH 3 sau chiar atomi individuali - hidrogen, oxigen, sulf și alte elemente. Astfel de fragmente, în care unul dintre electroni nu are o pereche pentru el însuși (electronul nepereche este adesea notat cu un punct), chimiștii au numit radicali liberi - spre deosebire de moleculele „obișnuite”, care sunt saturate de valență. Prezența unui electron nepereche înseamnă că radicalii liberi, de regulă, au o activitate foarte mare și, prin urmare, sunt foarte greu de detectat, cu atât mai puțin izolați. Radicalii liberi pot reacționa extrem de rapid cu diverse substanțe (cum ar fi radicalul Gomberg cu oxigen), iar în absența unor reactivi adecvați se combină cu ușurință în perechi - se recombină, iar electronii liberi se împerechează pentru a forma o nouă legătură covalentă.

Adevărat, chimiștii cunosc de mult molecule destul de stabile cu electron nepereche, de exemplu, oxid nitric (II) NO și oxid nitric (IV) NO 2. Dar au fost puține astfel de exemple. Stabilitatea comparativă a radicalului Gomberg se explică prin faptul că electronul nepereche este, așa cum spunea, „împrăștiat” pe trei inele benzenice, ceea ce reduce foarte mult reactivitatea radicalului liber. Stabilitatea radicalilor liberi este facilitată și de așa-numitele obstacole sterice (se mai numesc și obstacole spațiale), atunci când atomul pe care „se așează” electronul nepereche este „acoperit” (protejat) în mod fiabil de alți reactivi de către substituenți voluminosi din apropiere. De exemplu, radicalul fenoxil C6H5O· este foarte reactiv. Dar dacă în poziție orto la atomul de oxigen se adaugă doi la inelul aromatic freacă-substituentul butil C(CH3)3, iar poziția para-reactivă este „acoperită” cu o grupare metil, apoi 4-metil-2,6-di- rezultat freacă Radicalul -butilfenoxi va fi atât de stabil încât poate fi obţinut chiar şi în stare cristalină.

În a doua jumătate a secolului XX. Au fost sintetizați un număr mare de radicali liberi stabili, inclusiv cei cu un electron nepereche pe atomii de azot (radicali de azot). Dar în 1932, editorii aceleiași reviste în care a fost publicată lucrarea de pionierat a lui Gomberg au primit un articol de S. F. Kölsch, care descria sinteza unui alt radical stabil - un derivat al fluorenului (difenilmetan, în care două inele benzenice sunt legate de fiecare). altele în poziții orto legătură covalentă). Ceea ce era neobișnuit a fost că acest radical a rămas stabil chiar și în prezența oxigenului. Toți radicalii liberi cunoscuți la acea vreme au reacționat cu oxigenul aproape instantaneu. Ca urmare a feedback-ului negativ din partea recenzentului, articolul a fost respins. În 1955, Kölsch și-a amintit eșecul său și a decis să verifice din nou dacă substanța pe care a sintetizat-o cu mulți ani în urmă a fost cu adevărat un radical liber stabil. Acum exista o metodă directă pentru aceasta, rezonanța paramagnetică electronică (EPR), care face posibilă detectarea electronilor nepereche. Din fericire, nu a fost nevoie de resinteza - substanța a fost păstrată în laborator. Și în doar câteva minute, folosind un spectrometru EPR, Kölsch a fost convins că substanța era într-adevăr un radical liber și unul foarte stabil - la urma urmei, a rămas neschimbat timp de 23 de ani! Autorul a reținut nu numai materialul, ci și articolul respins. Fără să se gândească de două ori, l-a trimis în versiunea sa originală editorului aceleiași reviste, iar de această dată articolul a fost publicat - a fost publicat în august 1957.

Dar majoritatea radicalilor liberi, de exemplu, atomii de hidrogen și halogen, radicalii alchil, sunt prea reactivi; prin urmare, în condiții normale, ele „trăiesc” doar mici fracțiuni de secundă, fiind particule intermediare active în unele reacții. Se pune întrebarea dacă este posibil în acest caz să se studieze astfel de particule active sau măcar să se dovedească existența lor și să le măsoare durata de viață. Un răspuns pozitiv la această întrebare a fost dat în 1929 de chimistul german Friedrich Adolf Paneth, ca urmare a unui experiment foarte simplu și frumos pe care l-a efectuat împreună cu elevul său Wilhelm Hofeditz.

Azotul gazos sub presiune joasă a fost trecut printr-un balon, în fundul căruia se afla plumb tetrametil (CH 3) 4 Pb - un lichid greu, foarte otrăvitor. Azotul a fost saturat cu vaporii acestui lichid și a trecut cu viteză mare (de la 12 la 16 m/s) printr-un tub lung îngust din sticlă de cuarț rezistentă la căldură; secțiunile individuale ale acestui tub puteau fi încălzite la temperatura de descompunere a tetrametil plumbului - aproximativ 450 o C. Apoi, azotul a transportat produsele de descompunere într-o capcană, răcită la o temperatură foarte scăzută.

Când o mică secțiune a tubului a fost încălzită timp de 1-2 minute, pe suprafața interioară a sticlei s-a format un strat strălucitor de metal - o oglindă de plumb. Motivul era evident: plumbul tetrametil s-a descompus, plumbul nevolatil s-a depus pe sticlă, iar produsele volatile au fost transportate de un curent de azot într-o capcană în care etanul s-a condensat. Etanul s-a format fără îndoială prin recombinarea radicalilor metil. Dar acești radicali au fost liberi pentru cel puțin o perioadă scurtă de timp sau s-au combinat unul cu altul imediat în timpul descompunerii moleculelor de tetrametilplumb?

Pentru a răspunde la această întrebare, a fost efectuat un al doilea experiment. Arzătorul a fost mutat mai aproape de începutul tubului, continuând să încălzească ușor oglinda de plumb. Curând, acolo unde arzătorul a fost mutat, s-a format o nouă oglindă de plumb, ceea ce era previzibil. Dar, în același timp, primul a început să dispară, iar în capcană a apărut plumbul de tetrametil. Timpul necesar pentru ca oglinda să dispară a fost direct proporțional cu cantitatea de plumb pe care o conținea și invers proporțional cu rata de formare a unei noi oglinzi. Rezultate similare au fost obținute cu oglinzi din bismut, zinc și antimoniu, iar pentru obținerea acestora s-au folosit trimetilbismut (CH 3) 3 Bi, dimetilzinc (CH 3) 2 Zn sau trimetilantimoniu (CH 3) 3 Sb. În acest caz, de exemplu, o oglindă de bismut a dispărut în cazul în care a fost obținută o nouă oglindă de plumb - și invers. Dacă o oglindă nouă a fost primită prea departe de cea veche, atunci aceasta din urmă a rămas neatinsă; cu toate acestea, a fost posibil să o facă să dispară prin creșterea vitezei de curgere a gazului prin tub.

Acest experiment remarcabil a arătat în mod clar că descompunerea tetrametil plumbului produce de fapt radicali metil liberi: (CH 3) 4 Pb ® 4 CH 3 + Pb; într-un flux de azot inert pot „trăi” ceva timp, și dispar fie prin recombinări, transformându-se în etan: 2 CH 3 ® C 2 H 6, fie prin reacția cu o oglindă metalică: 4 CH 3 + Pb ® ( CH3)4Pb; 2 CH 3 + Zn ® (CH 3) 2 Zn etc. Cunoscând viteza fluxului de gaz și timpul de dispariție a oglinzii la distanțe diferite între două puncte de încălzire, este posibil să se estimeze durata de viață a radicalilor metil în stare liberă; Potrivit autorilor, concentrația radicalilor metil într-un flux de gaz inert la o presiune de 2 mm Hg. Artă. (270 Pa) s-a înjumătățit în aproximativ 0,006 secunde.

După ce s-a dovedit existența radicalilor liberi, s-au studiat diverse reacții care îi implică și s-au obținut date despre structura acestora. Aceasta din urmă a devenit posibilă datorită așa-numitei metode de izolare a matricei. Conform acestei metode, radicalii liberi generați în faza gazoasă (de exemplu, sub influența unei descărcări sau a unei temperaturi foarte ridicate) sunt direcționați rapid către o zonă cu temperatură ultra-joasă. Acolo radicalii sunt „înghețați” și sunt separați unul de celălalt prin molecule inerte – matricea. Într-o altă metodă, radicalii se obțin direct într-o substanță răcită cu azot lichid sau heliu lichid; Acolo se pot forma sub influența iradierii ultraviolete sau gamma. Atâta timp cât temperatura este menținută scăzută, proprietățile radicalilor pot fi studiate prin diferite metode spectroscopice.

ÎN anul trecut Se dezvoltă o altă metodă originală de studiere a radicalilor liberi activi, care presupune imobilizarea acestora. Pentru a face acest lucru, radicalul într-o atmosferă inertă sau în vid este „cusut” chimic pe o suprafață inertă adecvată, de exemplu, la pulbere de silicagel. Ca urmare, se formează o structură de tip –Si–O–CH 2 –·CH 2, în care centrul radicalului cu un electron nepereche pur și simplu nu poate să-și manifeste fizic activitatea mare: aceasta este împiedicată de „piciorul” cu care este ferm atasat de suprafata. Ca rezultat, devine posibil să se studieze la temperatura camerei cum proprietăți fizice astfel de radicali, precum și reacțiile lor cu diverși reactivi în faza gazoasă.

Ilya Leenson

STATUL MOSCOVA

UNIVERSITATEA DE INGINERIA MEDIULUI

Moscova – 2006

Ministerul Educației al Federației Ruse

UNIVERSITATEA DE STAT MOSCOVA

ECOLOGIE INGINERIE

Catedra de Chimie Generală şi Fizică

NOMENCLATURA COMPUSILOR ORGANICI

Instrucțiuni

Editat de doctorul în științe chimice, prof. V.S. Pervova

Moscova - 2006

Aprobat de consiliul editorial și al editurii

Alcătuit de: G.N. Bespalov, G.S. Isaeva, I.V. Yaroshenko, E.D. Streltsova

UDC. 5.4.7.1

Nomenclatura compușilor organici. Instrucțiuni metodologice./Alcătuit de: G.N. Bespalov, G.S. Isaeva, I.V. Yaroshenko, E.D. Streltsova

M.: MGUIE, 2006, 28 p., 2 tabele.

Orientările sunt destinate studenților care studiază la specialitățile 1705, 1705.06: 1705.07, 1712.03, care studiază chimia organică. Lucrarea discută elementele de bază ale sistemului de denumire a substanțelor în conformitate cu nomenclatura rațională și nomenclatura IUPAC. Pentru a verifica stăpânirea materialului, sunt oferite cincisprezece variante de sarcini.

Revizori: Departamentul de Tehnologia Chimică a Maselor Plastice, Institutul de Tehnologie Chimică din Moscova. D.I. Mendeleev.

Doctor în Științe Chimice, Prof., A.L. Rusanov, INEOS RAS.

INTRODUCERE

Nomenclatură este un sistem de denumire a substanțelor. Principala cerință pentru nomenclatura științifică este că identifică fără ambiguitate un anumit compus chimic, excluzând posibilitatea amestecării acestui compus cu altul, să fie simplu și să permită să-și construiască formula structurală pe baza numelui compusului.

Există mai multe sisteme diferite. Una dintre primele este nomenclatură banală. Până acum, mulți compuși organici au denumiri istorice aleatorii. Unele dintre ele sunt asociate cu a fi în natură, altele cu metoda de obținere, altele reflectă starea fizică și așa mai departe. Benzen, alcool, metan, acid exploziv, acid formic, acetonă, eter - acestea sunt nume banale materie organică. Aceste denumiri nu sunt unite după o anumită caracteristică într-un sistem armonios și nu reflectă structura moleculelor de substanțe organice. Cu toate acestea, multe substanțe naturale și sintetice cu structuri complexe au încă denumiri banale datorită conciziei și expresivității lor.

Apariția fundamentelor teoretice ale chimiei organice a condus la crearea de noi sisteme de clasificare și, în consecință, la noi moduri de denumire a compușilor organici care reflectă structura lor chimică. Aceasta înseamnă că folosind denumirea puteți compune fără ambiguitate formula structurală a unei substanțe și, folosind formula structurală, puteți da numele substanței. Așa a apărut raţional nomenclatura si Geneva nomenclatură, dezvoltare ulterioară care a dus la crearea sistemului IUPAC, propus de Uniunea Internațională de Chimie Pură Aplicată, recomandat pentru denumirile tuturor substanțelor organice. Cu toate acestea, în practică, trebuie să se ocupe de diferite sisteme de denumire pentru substanțele organice.

Pentru a compila denumirile substanțelor organice atât după nomenclatura rațională, cât și după sistemul IUPAC, este necesar să se cunoască denumirile radicalilor hidrocarburi. Radicali de hidrocarburi- acestea sunt particule care se obțin atunci când unul sau mai mulți atomi de hidrogen sunt separați dintr-o moleculă de hidrocarbură. În moleculele de hidrocarburi, ar trebui să se distingă atomii de carbon primari, secundari, terțiari și cuaternari, care este determinat de numărul de legături cu atomii de carbon vecini. Primar are o legătură cu un atom de carbon, secundar– două legături cu un atom sau atomi de carbon, terţiar- Trei, cuaternar- patru.

Când un atom de hidrogen este îndepărtat dintr-un atom de carbon primar, rezultatul este radical primar(adică atomul de carbon primar are o unitate liberă de valență), din secundar - radical secundar, din terțiar – radical terțiar.

Tabelul 1 prezintă formulele hidrocarburilor saturate și radicalii formați din acestea, precum și denumirea acestora. După cum se poate observa din tabel, din metan și etan se poate forma un singur radical. Din propan, o hidrocarbură cu trei atomi de carbon, se pot forma doi radicali izomeri - propil și izopropil, în funcție de ce atom de carbon (primar sau secundar) este îndepărtat atomul de hidrogen. Începând cu butan, hidrocarburile au izomerii. În conformitate cu aceasta, crește și numărul de radicali izomeri: n.butil, sec. butii, izobutil, tert. butil.

Denumirea hidrocarburilor ulterioare este compusă din cifra grecească corespunzătoare numărului de atomi de carbon din moleculă și sufixul „an”.

Pe măsură ce numărul de atomi de carbon dintr-o hidrocarbură crește, crește numărul de izomeri și crește și numărul de radicali care se pot forma din aceștia.

Majoritatea izomerilor nu au denumiri speciale. Cu toate acestea, în conformitate cu nomenclatura rațională și nomenclatura IUPAC, orice compus de orice complexitate poate fi denumit folosind denumirile radicalilor simpli.

Tabelul 1.

Hidrocarburi saturate și radicalii lor.

Hidrocarbură


CH3-CH2-CH3		CH3-CH2-CH2-	izopropil (al doilea propil)
CH3-_CH2-CH2-CH3		CH3-CH2-CH2-CH2- CH3-CH2-CH	sec.butil
	izobutan	CH 3 – CH - CH 2 -	izobutil terţ.butil

Tabelul 2 prezintă unele hidrocarburi nesaturate și aromatice și radicalii corespunzători acestora Masa 2.Hidrocarburi nesaturate și aromatice și radicalii lor.

Hidrocarburi		Radicalii

CH2 =CH-CH3	propilenă	CH2 =CH-CH2 - CH=CH-CH3 CH2 = C-CH3	propenil izopropenil
	acetilenă		acetilenil sau etinil

			p(para)-tolili

NOMENCLATURA RAȚIONALĂ

Nomenclatura raţională se bazează pe teoriile tipurilor. Acest sistem se bazează pe numele celor mai simpli membri ai seriei omologice: metan, dacă nu există legături duble, etilenă, dacă există o legătură dublă și acetilenă, dacă compusul are o legătură triplă. Toate celelalte hidrocarburi sunt considerate derivați ai acestor hidrocarburi simple, obținute prin înlocuirea unuia sau mai multor atomi de hidrogen cu hidrocarburi. radicali. Pentru a numi un anumit compus, trebuie să enumerați radicalii substituenți și apoi să numiți hidrocarbura corespunzătoare. Lista radicalilor ar trebui să înceapă cu cel mai simplu metil și apoi, pe măsură ce devin mai complexe, etil, propil etc. Radicalii ramificati sunt considerați mai complexi decât radicalii normali cu același număr de atomi de carbon. Acest
conexiunea poate fi apelată metiletilizopropilmetan. Dacă un compus conține mai mulți radicali identici, atunci ar trebui să indicați câți dintre acești radicali sunt conținute în compus, folosind prefixe de multiplicare - cifre grecești: 2 - di, 3 - trei, 4 - tetra, deci compusul va fi numit trimetiletilmetan.

Pentru atomul central de metan, este mai bine să alegeți atomul de carbon care are cel mai mare număr de substituenți. În funcție de atomul de carbon ales ca atom central de metan, aceleiași substanțe pot primi mai multe denumiri diferite conform nomenclaturii raționale.

Compușii cu legături duble și triple se numesc în mod similar:

Pentru a distinge între doi compuși izomeri, pot fi utilizate două metode. În primul compus, radicalii substituenți sunt localizați la doi atomi de carbon diferiți legați printr-o legătură dublă, simetric față de legătura dublă. În al doilea compus, ambii radicali sunt localizați la același atom de carbon, adică. asimetric față de legătura dublă.

De aceea se numesc așa: primul este simetric metiletilenă, iar al doilea este asimetric metiletiletilenă.În a doua metodă, un atom de carbon conectat la un radical mai simplu este notat cu litera greacă , celălalt cu . Când numiți astfel de compuși, indicați ce atom de carbon conține ce radical. Deci prima conexiune va fi apelată  -metil- -etilenă, iar al doilea -  -metil- -etilenă.

Denumirea hidrocarburilor, a căror moleculă are o structură simetrică, adică este formată din doi radicali identici, este alcătuită din denumirile acestor radicali și din prefixul di-

Hidrocarburi cicliceîn nomenclatura raţională sunt considerate ca polimetileneși sunt denumite după numărul de grupe metilen incluse în inel și sunt folosite numere grecești:

Dacă există substituenți în ciclu, aceștia sunt listați înaintea numelui ciclului principal. Acest

conexiunea va fi apelată metilhexametilenă.

Nomenclatura rațională este încă folosită la denumirea compușilor relativ simpli, mai ales atunci când doresc să sublinieze tipul funcțional al compusului. Cu toate acestea, denumirea hidrocarburilor foarte ramificate este dificilă, deoarece nu există denumiri pentru radicalii complecși.

NOMENCLATURA IUPAC

Nomenclatura IUPAC, propusă de Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată, face posibilă denumirea oricărui compus, indiferent cât de complex. Această nomenclatură este o dezvoltare și o simplificare a nomenclaturii de la Geneva, cu care are multe în comun.

În această nomenclatură, primele patru hidrocarburi saturate cu structură normală au denumiri banale: metan, etan, propan și butan. Numele hidrocarburilor normale (neramificate) ulterioare sunt formate de la baza numerelor grecești cu adăugarea terminației -an: C 5 H 12 - pentan, C 6 H 14 - hexan, C 7 H 16 - heptan etc. ( vezi tabelul 1)

Pentru a numi hidrocarburile ramificate, trebuie să selectați cel mai lung lanț normal. Dacă într-o hidrocarbură se pot distinge mai multe lanțuri aceeasi lungime, atunci ar trebui să alegi cel mai ramificat lanț. Denumirea acestei hidrocarburi, corespunzătoare lungimii lanțului în sine, este luată ca bază pentru denumirea acestei hidrocarburi. Prin urmare, o hidrocarbură cu structură

va fi considerat un derivat al heptanului. Acesta este cel mai lung lanțul este numerotat, iar direcția de numerotare este aleasă astfel încât numerele care indică poziția lanțurilor laterale să fie cele mai mici. Pentru fiecare substituent lateral, o cifră arabă indică locația sa în lanț și dă un nume. Dacă există mai mulți substituenți identici într-un compus, atunci împreună cu indicarea locației fiecărui substituent folosind prefixe înmulțitoare (numere grecești) di-, tri-, tatra- și așa mai departe, este indicat numărul lor. Substituenții laterali sunt enumerați în ordinea complexității crescânde: metil CH3 - mai puţin complex decât etil C2H5-, adică. un radical cu un număr mai mic de atomi de carbon este mai puțin complex decât unul cu un număr mai mare de atomi. Cu același număr de atomi de carbon, radicalul mai puțin complex este cel al cărui lanț principal

mai lung: al doilea. butil
mai putin complexa decat tert. butil

Astfel, conexiunea dată mai devreme va fi apelată 2,2,5-trimetil-3-etilheptan.

Dacă există mai multe legături într-o hidrocarbură, cel mai lung lanț care conține o legătură dublă sau triplă este luat ca lanț principal. Dacă o hidrocarbură are o legătură dublă, atunci finalul -unîn numele hidrocarburii saturate corespunzătoare acestui lanț, se înlocuiește cu terminația – ro iar cifra arabă indică numărul atomului de carbon de la care începe lanțul dublu. Deci conexiune

va fi chemat heptina-3.

Dacă un compus conține două legături duble sau triple, atunci terminațiile denumirilor de hidrocarburi trebuie să fie – diena sau - diin respectiv, indicând numărul de atomi la care încep legăturile multiple:

Dacă există legături duble și triple, terminația în numele hidrocarburii va fi –en-in indicând numărul de atomi la care încep legăturile multiple corespunzătoare:

În cazul hidrocarburilor nesaturate ramificate, lanțul principal este selectat în așa fel încât pozițiile legăturilor duble și triple să fie desemnate cu cele mai mici numere.

Denumirile hidrocarburilor ciclice se formează prin adăugarea unui prefix la numele unei hidrocarburi saturate cu același număr de atomi de carbon ciclo-

Dacă există substituenți laterali, se indică locația, cantitatea și denumirea acestora, după care se numește hidrocarbura ciclică.

Dacă ciclul conține mai multe conexiuni, acest lucru se reflectă în schimbarea finalului în -roîn prezenţa unei duble legături sau care se termină în -în cu o triplă legătură.

Pentru cel mai simplu compus aromatic monociclic, se păstrează numele banal - benzen. În plus, se păstrează denumirile banale ale unor hidrocarburi aromatice substituite

Hidrocarburile aromatice monociclice sunt considerate derivați de benzen obținuți prin înlocuirea atomilor de hidrogen cu radicali de hidrocarburi. Pentru a numi un anumit compus aromatic, ar trebui să numerotați atomii de carbon ai inelului benzenic, să indicați pozițiile substituenților în inel, să indicați câți sunt, să numiți acești radicali și apoi să numiți hidrocarbura aromatică. Pozițiile substituenților trebuie desemnate cu cele mai mici numere. Deci conexiunea

va fi chemat 1,4-dimetil-2-etilbenzen.

Dacă inelul benzenic are doar doi substituenți, atunci în loc de numere 1.2-, 1.3- și 1.4- putem folosi notația în consecință orto(o-), meta (m-) și para (p-)

Denumirile unor hidrocarburi aromatice condensate și policiclice și ordinea de numerotare a atomilor de carbon sunt date mai jos.

LISTA BIBLIOGRAFICĂ.

Pavlov B.A., Terentyev A.P.. Curs de chimie organică. M.-L.

Tema pentru acasă 1

Opțiunea 1.16

a) (CH3)2(CH)2(C2H5)2,

b) (CH3) 2 CCH(CH3)

a) metilizopropil terf.butilmetan,

b) metiletil acetilena.

a) 2,2,3-trimetilbutan,

b) 3,4-dimetilhexen-3.

Opțiunea 2.17

1. Scrieți în formă extinsă formulele structurale ale următoarelor hidrocarburi și denumiți-le folosind nomenclatura rațională și IUPAC. Indicați câți atomi de carbon primari, secundari, terțiari și cuaternari sunt în fiecare compus:

a) (CH3)3CCH(CH3)CH(CH3)(C2H5)

b) (CH3) (C2H5)C2(C2H5)2.

2. Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși

și numiți-le conform nomenclaturii IUPAC:

b) -metil- -etil- -sec.butiletilenă.

3.Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși și denumiți-le folosind nomenclatura rațională:

a) 2,2,3,4-tetrametil-3-etilpentan,

b) 2,5-dimetilhexin-3.

: Opțiunea 3.18

1. Scrieți în formă extinsă formulele structurale ale următoarelor hidrocarburi și denumiți-le folosind nomenclatura rațională și nomenclatura IUPAC. Indicați câți atomi de carbon primari, secundari, terțiari și cuaternari sunt în fiecare compus:

a) (CH 3) 3 CCH (C 2 H 5) CH (CH 3) (C 2 H 5),

b) (CH 3) 2 CHС 2 CH(CH 3) 2.

2. Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși și denumiți-le conform nomenclaturii IUPAC

a) etil div.butilmetan,

b) tert.butilacetilenă izopropil.

3. Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși și denumiți-le folosind nomenclatura rațională:

a) 2,2-dimetil-3-etilpentan,

b) 2,2,5,5-tetrametilhexen-3

Opțiunea 4.19

a) (CH3)2(CH)4(CH3)(C2H5),

b) (CH3)3C2(CH3)(C2H5) CH (CH3)2.

a) metilizopropil terf.butilmetan,

b) sim.a doua.butiltert.butiletilenă.

3. Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși și denumiți-le folosind nomenclatura rațională:

a) 2,2,4,4-tetrametil-3-etilpentan,

b) 2,2,5-trimetilhexin-3.

Opțiunea 5.20

a) CH3 (CH2)2CH (C2H5) CH (CH3) (C2H5),

b) (CH3)3C4(CH3)3.

2. Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși și denumiți-le conform nomenclaturii IUPAC

a) etilizopropil izobutilmetan,

b) -etil- -izopropil- -sec.butiletilenă.

3. Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși și denumiți-le folosind nomenclatura rațională:

a) 2-metil-3,3-dietilpentan,

b) butadien-1,3

Opțiunea 6, 21

a) (CH3)3C(CH2)2CH(CH3)2,

b) CH2C (CH3) CHCH2.

2. Scrieți formulele structurale ale următorilor compuși și denumiți-le conform nomenclaturii IUPAC

a) metiletilizopropil terf.butilmetan,

b) ,-dimetil- -sec-butiletilena.

Introducere

1. Hidrocarburi saturate

1.1. Compuși saturați cu catenă liniară

1.1.1. Radicali monovalenți

1.2. Compuși ramificati saturați cu un substituent

1.3. Compuși ramificati saturati cu mai mulți substituenți

2. Hidrocarburi nesaturate

2.1. Hidrocarburi nesaturate drepte cu o legătură dublă (alchene)

2.2. Hidrocarburi nesaturate drepte cu o legătură triplă (alchine)

2.3. Hidrocarburi ramificate nesaturate

3. Hidrocarburi ciclice

3.1. Hidrocarburi alifatice

3.2. Hidrocarburi aromatice

3.3. Compuși heterociclici

4. Hidrocarburi care conțin grupe funcționale

4.1. Alcoolii

4.2. Aldehide și cetone 18

4.3. Acizi carboxilici 20

4.4. Esteri 22

4.4.1. Eteri 22

4.4.2. Esteri 23

4.5. Amine 24

5. Compuși organici cu mai multe grupe funcționale 25

Literatură

Introducere

Baza clasificare stiintifica iar nomenclatura compuşilor organici se bazează pe principiile teoriei structura chimica compuși organici A.M. Butlerov.

Toți compușii organici sunt împărțiți în următoarele serii principale:

Aciclici - sunt numiți și compuși alifatici sau grași. Acești compuși au un lanț deschis de atomi de carbon.

Acestea includ:

Limită (saturată)
nesaturat (nesaturat)

Ciclic - compuși cu un lanț de atomi închis într-un inel. Acestea includ:

1. Carbociclici (izociclici) - compuși al căror sistem ciclic include numai atomi de carbon:
a) aliciclice (limitate și nesaturate);
b) aromatice.
Heterociclice - compuși al căror sistem inelar, pe lângă atomul de carbon, include atomi ai altor elemente - heteroatomi (oxigen, azot, sulf etc.)

În prezent, pentru denumirea compușilor organici se folosesc trei tipuri de nomenclatură: nomenclatură trivială, rațională și sistematică - nomenclatura IUPAC (IUPAC) - Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Nomenclatura trivială (istorică) este prima nomenclatură care a apărut la începutul dezvoltării chimiei organice, când nu exista o clasificare sau o teorie a structurii compușilor organici. Compușilor organici li s-au dat nume aleatorii pe baza sursei lor (acid oxalic, acid malic, vanilină), culoare sau miros (compuși aromatici) și mai rar - prin proprietăți chimice(parafine). Multe astfel de nume sunt încă des folosite astăzi. De exemplu: uree, toluen, xilen, indigo, acid acetic, acid butiric, acid valeric, glicol, alanină și multe altele.

Nomenclatura rațională - Conform acestei nomenclaturi, numele celui mai simplu (de obicei primul) membru al unei serii omoloage date este de obicei luat ca bază pentru denumirea unui compus organic. Toți ceilalți compuși sunt considerați derivați ai acestui compus, formați prin înlocuirea atomilor de hidrogen din acesta cu hidrocarburi sau alți radicali (de exemplu: aldehidă trimetilacetică, metilamină, acid cloracetic, alcool metilic). În prezent, o astfel de nomenclatură este utilizată numai în cazurile în care oferă o idee deosebit de clară a conexiunii.

Nomenclatură sistematică - Nomenclatura IUPAC - Nomenclatura chimică unificată internațională. Nomenclatura sistematică se bazează pe teoria modernă a structurii și clasificării compușilor organici și încearcă să rezolve problema principală a nomenclaturii: denumirea fiecărui compus organic trebuie să conțină denumirile corecte ale funcțiilor (substituenților) și scheletul principal al hidrocarburii. și trebuie să fie astfel încât numele să poată fi folosit pentru a scrie singura formulă structurală corectă.

Procesul de creare a unei nomenclaturi internaționale a început în 1892 ( Nomenclatura de la Geneva), continuat în 1930 ( Nomenclatura de la Liege), din 1947, dezvoltarea ulterioară este asociată cu activitățile comisiei IUPAC privind nomenclatura compușilor organici. Regulile IUPAC publicate de-a lungul anilor au fost colectate în 1979 în „ carte albastra". Comisia IUPAC consideră sarcina sa de a nu crea un nou, sistem unificat nomenclatura, dar raționalizarea, „codificarea” practicii existente. Rezultatul este coexistența în regulile IUPAC a mai multor sisteme de nomenclatură și, în consecință, mai multe denumiri acceptabile pentru aceeași substanță. Regulile IUPAC se bazează pe următoarele sisteme: substitutiv, radical-funcțional, aditiv (conjunctiv), nomenclatură de înlocuire etc.

ÎN nomenclatura de înlocuire numele se bazează pe un fragment de hidrocarbură, iar alții sunt considerați substituenți de hidrogen (de exemplu, (C 6 H 5) 3 CH - trifenilmetan).

ÎN nomenclatura funcțională radicală Numele se bazează pe numele grupului funcțional caracteristic care determină clasa chimică a compusului la care este atașat numele radicalului organic, de exemplu:

C2H5OH-etil alcool;

C2H5CI - etil clorură;

CH3 –O–C2H5 - metil etil eter;

CH 3 –CO–CH = CH 2 - metilvinil cetonă.

ÎN nomenclatura de legătură numele este compus din mai multe părți egale (de exemplu, C 6 H 5 – C 6 H 5 bifenil) sau prin adăugarea denumirilor atomilor atașați la numele structurii principale (de exemplu, 1,2,3,4- tetrahidronaftalenă, acid hidrocinamic, oxid de etilenă, diclorură de stiren).

Nomenclatura de substituție este utilizată atunci când există atomi non-carbon (heteroatomi) în lanțul molecular: rădăcinile denumirilor latine ale acestor atomi care se termină în „a” (a-nomenclatură) sunt atașate la numele întregii structuri care ar rezulta dacă ar exista carbon în loc de heteroatomi (de exemplu, CH 3 –O–CH 2 –CH 2 –NH–CH 2 –CH 2 –S–CH 3 2-oxa-8-tia-5-azanonan).

Sistemul IUPAC este în general recunoscut în lume și este adaptat doar în funcție de gramatica limbii țării. Setul complet de reguli pentru aplicarea sistemului IUPAC la multe tipuri mai puțin comune de molecule este lung și complex. Aici sunt prezentate doar conținutul de bază al sistemului, dar aceasta permite denumirea conexiunilor pentru care este utilizat sistemul.

1. HIDROCARBURI SATURALE

1.1. Compuși saturați neramificati

Numele primelor patru hidrocarburi saturate sunt banale (denumiri istorice) - metan, etan, propan, butan. Începând cu a cincea, denumirile sunt formate din cifre grecești corespunzătoare numărului de atomi de carbon din moleculă, cu adăugarea sufixului " -UN„, cu excepția numărului „nouă”, când rădăcina este cifra latină „nona”.

Tabelul 1. Denumirile hidrocarburilor saturate

	NUME			NUME

1.1.1. Radicali monovalenți

Radicalii monovalenți formați din hidrocarburi saturate neramificate saturate prin îndepărtarea hidrogenului din atomul de carbon terminal se numesc înlocuirea sufixului " -UN„în numele hidrocarburii cu sufixul” – IL".

Are atomul de carbon cu valență liberă un număr? Acești radicali se numesc normal sau neramificată alchilii:

CH3 – - metil;

CH3-CH2-CH2-CH2--butil;

CH 3 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH 2 –CH 2 – - hexil.

Tabelul 2. Denumirile radicalilor hidrocarburi

1.2. Compuși ramificati saturați cu un substituent

Nomenclatura IUPAC pentru alcani în denumirile individuale păstrează principiul nomenclaturii de la Geneva. Când se numește un alcan, se începe de la numele hidrocarburii corespunzătoare celei mai lungi catene de carbon dintr-un compus dat (lanțul principal), apoi se indică radicalii adiacenți acestui lanț principal.

Lanțul principal de carbon, în primul rând, trebuie să fie cel mai lung și, în al doilea rând, dacă există două sau mai multe lanțuri de lungime egală, atunci este selectat cel mai ramificat.

*Pentru a numi compușii ramificati saturați, alegeți cel mai lung lanț de atomi de carbon:

* Lanțul selectat este numerotat de la un capăt la altul cu cifre arabe, iar numerotarea începe de la capătul de care substituentul este cel mai apropiat:

* Indicați poziția substituentului (numărul atomului de carbon la care se află radicalul alchil):

*Radicalul alchil este numit în funcție de poziția sa în lanț:

*Denumit principal (cel mai lung lanț de carbon):

Dacă substituentul este un halogen (fluor, clor, brom, iod), atunci toate regulile de nomenclatură rămân aceleași:

Numele banale sunt păstrate numai pentru următoarele hidrocarburi:

Dacă există mai mulți substituenți identici în lanțul de hidrocarburi, atunci prefixul „di”, „tri”, „tetra”, „penta”, „hexa”, etc. este plasat în fața numelui acestora, indicând numărul de grupuri prezente. :

1.3. Compuși ramificati saturati cu mai mulți substituenți

Dacă există două sau mai multe lanțuri laterale diferite, acestea pot fi enumerate: a) în ordine alfabetică sau b) în ordinea complexității crescânde.

a) Când enumerați diferitele lanțuri laterale în ordine alfabetică prefixele de multiplicare nu sunt luate în considerare. Mai întâi, numele atomilor și grupurilor sunt aranjate în ordine alfabetică, iar apoi se introduc prefixele de înmulțire și numerele de locație (locanți):

2-metil-5-propil-3,4-dietiloctan

b) Când enumerați lanțurile laterale în ordinea complexității crescânde, procedați de la următoarele principii:

Un lanț mai puțin complex este unul care are mai puțini atomi de carbon totali, de exemplu:

mai puțin complex decât

Dacă numărul total de atomi de carbon dintr-un radical ramificat este același, atunci lanțul lateral cu cel mai lung lanț principal al radicalului va fi mai puțin complex, de exemplu:

mai puțin complex decât

Dacă două sau mai multe lanțuri laterale sunt în poziție echivalentă, atunci numărul mai mic este dat lanțului care este listat primul în nume, indiferent dacă ordinea este de complexitate crescândă sau alfabetică:

a) ordinea alfabetica:

b) ordinea de dificultate:

Dacă în lanțul de hidrocarburi sunt mai mulți radicali de hidrocarburi și sunt diferiți ca complexitate, iar la numerotarea diferitelor rânduri de mai multe numere se obțin, se compară prin aranjarea numerelor în rânduri în ordine crescătoare. „Cele mai mici” sunt considerate cifrele seriei în care prima cifră diferită este mai mică (de exemplu: 2, 3, 5 mai mic decât 2, 4, 5 sau 2, 7, 8 mai mic decât 3, 4, 9). Acest principiu este respectat indiferent de natura substituenților.

În unele cărți de referință, suma cifrelor este utilizată pentru a determina alegerea numerotării; numerotarea începe pe partea în care suma cifrelor care indică poziția substituenților este cea mai mică:

2, 3 , 5, 6, 7, 9 - seria de numere este cea mai mică

2, 4 , 5, 6, 8, 9

2+3+5+6+7+9 = 32 - suma numerelor substituente este cea mai mică

2+4+5+6+8+9 = 34

prin urmare, lanțul de hidrocarburi este numerotat de la stânga la dreapta, apoi numele hidrocarburii va fi:

(2,6,9-trimetil-5,7-dipropil-3,6-dietildecan)

(2,2,4-trimetilpentan, dar nu 2,4,4-trimetilpentan)

Dacă lanțul de hidrocarburi conține mai mulți substituenți diferiți (de exemplu, radicali de hidrocarburi și halogeni), atunci substituenții sunt enumerați fie în ordine alfabetică, fie în ordinea complexității crescânde (fluor, clor, brom, iod):

a) ordine alfabetică 3-brom-1-iodo-2-metil-5-cloropentan;

b) ordinul complexităţii crescătoare: 5-clor-3-brom-1-iodo-2-metilpentan.

Literatură

Regulile IUPAC de nomenclatură pentru chimie. M., 1979, vol. 2, jumătăţi de volume 1,2
Manualul Chimistului. L., 1968
Banks J. Denumirile compuşilor organici. M., 1980

Alcani (metanul și omologii săi) au formula generală C n H 2 n+2. Primele patru hidrocarburi se numesc metan, etan, propan, butan. Numele membrilor superiori ai acestei serii constau din rădăcina - cifra grecească și sufixul -an. Denumirile alcanilor stau la baza nomenclaturii IUPAC.

Reguli pentru nomenclatura sistematică:

Regula lanțului principal.

Circuitul principal este selectat pe baza următoarelor criterii:

Numărul maxim de substituenți funcționali.
Numărul maxim de conexiuni multiple.
Lungime maxima.
Numărul maxim de grupări laterale de hidrocarburi.

Regula celor mai mici numere (locanți).

Circuitul principal este numerotat de la un capăt la altul cu cifre arabe. Fiecărui substituent i se atribuie numărul atomului de carbon al lanțului principal de care este atașat. Secvența de numerotare este aleasă în așa fel încât suma numerelor substituenților (locanților) să fie cea mai mică. Această regulă se aplică și la numerotarea compușilor monociclici.

Regula radicală.

Toate grupările laterale de hidrocarburi sunt considerate radicali monovalenți (unic conectați). Dacă radicalul lateral însuși conține lanțuri laterale, atunci, conform regulilor de mai sus, este selectat un lanț principal suplimentar, care este numerotat pornind de la atomul de carbon atașat la lanțul principal.

Regula de ordine alfabetică.

Numele compusului începe cu o listă de substituenți, indicând numele acestora în ordine alfabetică. Numele fiecărui substituent este precedat de numărul său în lanțul principal. Prezența mai multor substituenți este indicată prin prefixe de numărător: di-, tri-, tetra- etc. După aceasta, se numește hidrocarbura corespunzătoare lanțului principal.

În tabel Tabelul 12.1 prezintă denumirile primelor cinci hidrocarburi, radicalii acestora, posibilii izomeri și formulele corespunzătoare. Numele radicalilor se termină cu sufixul -yl.

Formulă		Nume
hidrocarbură	radical	cărbune hidrogen	radical


			izopropil
		Metilpropan (izo-butan)	Metilpropil (izo-butil) Tert-butil

		metilbutan (izopentan)	metilbutil (izopentil)
		dimetilpropan (neopentan)	dimetilpropil (neopentil)

Tabelul 12.1.

Alcanii din seria aciclopea C n H 2 n +2 .

Exemplu. Numiți toți izomerii hexanului.

Exemplu. Numiți alcanul cu următoarea structură

În acest exemplu, din două lanțuri de doisprezece atomi, este selectat cel în care suma numerelor este cea mai mică (regula 2).

Folosind denumirile radicalilor ramificati date in tabel. 12.2,

Radical	Nume	Radical	Nume
	izopropil		izopentil
	izobutil		neopentil
	sec-butil		tert-pentil
	terţ-butil		izohexil

Tabelul 12.2.

Numele radicalilor ramificati.

Numele acestui alcan este oarecum simplificat:

10-terţ-butil-2,2-(dimetil)-7-propil-4-izopropil-3-etil-dodecan.

Când un lanț de hidrocarburi se închide într-un ciclu cu pierderea a doi atomi de hidrogen, se formează monocicloalcani cu formula generala C n H 2 n. Ciclizarea începe cu C 3, numele sunt formate din C n cu prefixul ciclo:

Alcani policiclici. Numele lor se formează folosind prefixul biciclo-, triciclo- etc. Compușii biciclici și triciclici conțin, respectiv, două și, respectiv, trei inele în moleculă, pentru a descrie structura lor, numărul de atomi de carbon din fiecare dintre lanțurile care leagă atomii nodul. este indicat în ordine descrescătoare între paranteze pătrate; sub formula este numele atomului:

Această hidrocarbură triciclică este de obicei numită adamantan (din cehă adamant - diamant) deoarece este o combinație de trei inele ciclohexane topite într-o formă care rezultă în acest aranjament de atomi de carbon în rețea cristalină, care este caracteristic diamantului.

Hidrocarburile ciclice cu un atom de carbon comun se numesc spirani, de exemplu, spiro-5,5-undecan:

Moleculele ciclice plane sunt instabile, astfel încât se formează diverși izomeri conformaționali. Spre deosebire de izomerii configuraționali (aranjarea spațială a atomilor într-o moleculă fără a lua în considerare orientarea), izomerii conformaționali diferă între ei doar prin rotația atomilor sau a radicalilor în jurul formei. conexiuni simple menţinând în acelaşi timp configuraţia moleculelor. Energia de formare a unui conformer stabil se numește conformațional.

Conformerii sunt în echilibru dinamic și se transformă unul în altul prin forme instabile. Instabilitatea ciclurilor plane este cauzată de deformarea semnificativă a unghiurilor de legătură. În timp ce se mențin unghiurile de legătură tetraedrice pentru ciclohexanul C 6H 12, sunt posibile două conformații stabile: în formă de scaun (a) și în formă de baie (b):

Odată cu dezvoltarea științei chimice și apariția un numar mare nou compuși chimici a existat o nevoie din ce în ce mai mare de a dezvolta și accepta un sistem de denumire care să fie înțeles de oamenii de știință din întreaga lume, de exemplu. . Mai jos oferim o prezentare generală a principalelor nomenclaturi ale compușilor organici.

Nomenclatură trivială

La originile dezvoltării chimiei organice, au fost atribuiți noi compuși banal nume, adică nume care s-au dezvoltat istoric și sunt adesea asociate cu metoda de primire a acestora, aspectși chiar gust, etc. Această nomenclatură a compușilor organici se numește trivială. Tabelul de mai jos prezintă câțiva dintre compușii care și-au păstrat numele până în prezent.

Nomenclatura rațională

Odată cu extinderea listei de compuși organici, a apărut necesitatea asocierii denumirilor acestora cu baza nomenclaturii raționale a compușilor organici este denumirea celui mai simplu compus organic. De exemplu:

Cu toate acestea, compușii organici mai complecși nu pot fi numiți în acest fel. În acest caz, compușii ar trebui să fie denumiți conform regulilor nomenclaturii sistematice IUPAC.

Nomenclatura sistematică IUPAC

IUPAC - Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată.

În acest caz, la denumirea compușilor, ar trebui să se țină cont de locația atomilor de carbon în moleculă și a elementelor structurale. Cel mai frecvent utilizat este nomenclatura substitutivă pentru compuși organici, adică. se evidențiază baza de bază a moleculei, în care atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu orice unități structurale sau atomi.

Înainte de a începe să construiți numele compușilor, vă sfătuim să învățați numele prefixe numerice, rădăcini și sufixe folosit in Nomenclatura IUPAC.

Și, de asemenea, numele grupurilor funcționale:

Numeralele sunt folosite pentru a indica numărul de legături multiple și grupuri funcționale:

Radicali de hidrocarburi saturate:

Radicali de hidrocarburi nesaturate:

Radicali de hidrocarburi aromatice:

Reguli pentru construirea denumirii unui compus organic conform nomenclaturii IUPAC:

Selectați lanțul principal al moleculei

Identificați toate grupurile funcționale prezente și prioritatea acestora

Determinați prezența legăturilor multiple

Numerotați lanțul principal, iar numerotarea ar trebui să înceapă cu sfârșitul lanțului cel mai apropiat de cel mai înalt grup. Dacă există mai multe astfel de posibilități, lanțul este numerotat astfel încât fie legătura multiplă, fie un alt substituent prezent în moleculă să primească numărul minim.

Carbociclic compușii sunt numerotați pornind de la atomul de carbon asociat cu grupul caracteristic cel mai înalt. Dacă există doi sau mai mulți substituenți, ei încearcă să numeroteze lanțul astfel încât substituenții să aibă numerele minime.

Creați un nume pentru conexiune:

— Determinați baza denumirii compusului care formează rădăcina cuvântului, care denotă o hidrocarbură saturată cu același număr de atomi ca și lanțul principal.

— După baza numelui există un sufix care indică gradul de saturație și numărul de legături multiple. De exemplu, - tetraen, - dienă. În absența conexiunilor multiple, utilizați sufixul - sk.

- Apoi, numele lui însuși este adăugat și la sufix grup funcţional superior.

— Aceasta este urmată de o listă a substituenților în ordine alfabetică, indicând locația lor cu cifre arabe. De exemplu, - 5-izobutil, - 3-fluor. Dacă există mai mulți substituenți identici, numărul și poziția lor sunt indicate, de exemplu, 2,5 - dibromo-, 1,4,8-trimetil-.

Vă rugăm să rețineți că numerele sunt separate de cuvinte printr-o cratimă și între ele prin virgule.

La fel de exemplu Să dăm un nume următoarei conexiuni:

1. Alegeți circuitul principal, care include neapărat grup de seniori – CONF.

Definirea altora grup functional:-OH,-CI,-SH,-NH2.

Conexiuni multiple Nu.

2. Numerotați circuitul principal, începând cu grupul mai în vârstă.

3. Numărul de atomi din lanțul principal este 12. Baza numelui

10-amino-6-hidroxi-7-clor-9-sulfanil-metil ester al acidului dodecanoic.

dodecanoat de 10-amino-6-hidroxi-7-clor-9-sulfanil-metil

Nomenclatura izomerilor optici

În unele clase de compuși, cum ar fi aldehide, hidroxi și aminoacizi, pentru a indica poziție relativă sunt utilizați substituenți D, L– nomenclatura. Scrisoare D indică configurația izomerului dextrogiro, L- stângaci.

In nucleu D,L-nomenclaturile compușilor organici se bazează pe proiecția Fischer:

α-aminoacizi și α-hidroxiacizi izolați „cheia de oxiacid”, adică părţile superioare ale formulelor lor de proiecţie. Dacă gruparea hidroxil (amino) este situată în dreapta, atunci este D-izomer, stânga L-izomer.

De exemplu, acidul tartric prezentat mai jos are D— configurație în funcție de cheia de oxiacid:

pentru a determina configurațiile izomerilor zaharuri izolați „cheia de glicerol”, adică comparați părțile inferioare (atomul de carbon asimetric inferior) ale formulei de proiecție a zahărului cu partea inferioară a formulei de proiecție a gliceraldehidei.

Denumirea configurației zahărului și direcția de rotație sunt similare cu cele ale gliceraldehidei, de exemplu. D– configurația corespunde locației grupării hidroxil situată în dreapta, L– configurații – în stânga.

De exemplu, mai jos este D-glucoza.

2) Nomenclatura R, S (nomenclatura Kahn, Ingold și Prelog)

În acest caz, substituenții la atomul de carbon asimetric sunt aranjați în ordinea vechimii. Izomerii optici au denumirile RȘi S, iar racematul este R.S..

Pentru a descrie configurația conexiunii conform R,S-nomenclatura procedați după cum urmează:

Se determină toți substituenții de pe atomul de carbon asimetric.
Se determină vechimea substituenților, adică compara masele lor atomice. Regulile pentru determinarea seriei de precedență sunt aceleași ca atunci când se utilizează nomenclatura E/Z a izomerilor geometrici.
Substituenții sunt orientați în spațiu, astfel încât cel mai mic substituent (de obicei hidrogen) se află în colțul cel mai îndepărtat de observator.
Configurația este determinată de locația substituenților rămași. Dacă trecerea de la senior la mijloc și apoi la junior deputat (adică în ordinea descrescătoare a vechimii) se efectuează în sensul acelor de ceasornic, atunci aceasta este o configurație R, în sens invers acelor de ceasornic este o configurație S.

În tabelul de mai jos este prezentată o listă a deputaților, aranjați în ordinea crescătoare a vechimii:

Categorii,