РАЗВЕТВЛЕННЫЕ РАДИКАЛЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ
ОСНОВЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ:

Номенклатура,
стереоизомерия, электронные эффекты.
Методические указания для самостоятельной
работы студентов технологических
спе­циальностей всех форм обучения
/ Техн. ун-т Кубан. гос. технол. ун-та;
Сост.: Г. Д. Крапивин, TJL
Каклюгина, Е. Б. Усова, Г. П. Федосеева,
Е. Ю. Камбулов. – Краснодар, 1999, 45 с.

1. В ответе перечисляем через знак «+» только продукты реакции с коэффициентами. Левую часть реакции писать не нужно. Например:

10 уксусная кислота + 4 K2SO4 + 8 MnSO4 + 12 вода

2. Ответ должен учитывать только те реагенты, которые указаны в задаче, нельзя «брать» дополнительные реагенты. Например, если уравнение в задаче «CH3CHO + KMnO4», требуется дописать уравнение окисления именно в нейтральной среде, а не в кислой. Если без дополнительного реагента реакция не идет, пишем в ответ «не идет».

Исключение: если в задаче один из реагентов дан в растворе (индекс «p-р»), в уравнении реакции может дополнительно участвовать вода.

3. Ответ должен учитывать условия реакции и формы реагента, если они есть. Если при данных условиях реакция не идет, в ответ пишем «не идет».

4. Если у реагентов нет коэффициентов, вы должны сами выбрать, в каком молярном соотношении могут вступить друг с другом эти реагенты в данных условиях, и в соответствии с этим уравнять реакцию. Например, в задаче «C6H5OH + Cl2» допустимо как моно-хлорпроизводное, так и конечный продукт. Если один из реагентов имеет коэффициент, его необходимо учесть, задача «C6H5OH + 1Cl2» означает, что требуется именно моно-хлорпроизводное. Если в уравнении коэффициент одного из реагентов указан, а у другого реагента нет — значит у него подразумевается коэффициент 1.

5. Вещества можно записывать систематическими или тривиальными названиями, а также формулой. Но название должно быть однозначным, например, ответ «хлорид железа» не будет засчитан, т.к. неясно, это FeCl2 или FeCl3. Метилгексан тоже не будет засчитан, т.к. неоднозначен локант, а вот метилбутан — ок.

6. Если реакция дает нестехиометрическую смесь продуктов, в ответе следует писать преобладающий продукт. Если при данных условиях преобладающий продукт неоднозначен (или это выходит за рамки школы) система примет любой допустимый вариант ответа.

7. Коэффициенты и знаки «+» можно отделять пробелами или не отделять, как вам удобнее. Но если название содержит радикал, стоит отделять коэффициент пробелом, чтобы система не спутала коэффициент с локантом и забытым дефисом.

8. Коэффициенты в уравнении должны быть сокращены, но сокращать нужно лишь на общий множитель во всем уравнении. Нельзя сокращать общий множитель коэффициентов в правой части уравнения, если левая при этом окажется дробной. Коэффициент 1 писать не надо.

9. Порядок перечисления продуктов на ваше усмотрение.

10. Во время решения задачи можно пользоваться только химическими таблицами, справочником и графическим редактором. Если во время решения задачи вы сделаете запрос на любое вещество или реакцию, а потом отправите ответ, ваш рейтинг участника не будет повышен.

3.1. — Ненасыщенные неразветвленные углеводороды с одной двойной связью называют, заменяя окончание -ан в названии соответствующего насыщенного углеводорода окончанием -ен. Наличие двух или более двойных связей обозначают окончаниями -адиен, -атриен и т. д. Родовые названия углеводородов (разветвленных и неразветвленных) с одной, двумя, тремя и т. д. двойными связами — алкены, алкадиены, алкатриены и т. д. Цепи нумеруют так, чтобы положения двойных связей обозначались наиболее низкими номерами. Примеры:

Сохраняются следующие несистематические названия:

3.2. — Ненасыщенные неразветвленные ациклические углеводороды с одной тройной связью называют, заменяя окончание -ан в названии соответствующего насыщенного углеводорода окончанием -ин. Наличие двух или более тройных связей обозначают окончаниями -адиин, -атриин и т. д. Родовые названия углеводородов (как разветвленных, так и неразветвленных) с одной, двумя, тремя и т. д. тройными связями — алкины, алкадиины, алкатриины и т. д. Цепь нумеруют так, чтобы положения тройных связей обозначались наиболее низкими номерами.

Название ацетилен для НС≡СН сохраняется.

3.3. — Ненасыщенные неразветвленные ациклические углеводороды, имеющие как двойные, так и тройные связи, называют, заменяя в названии соответствующего насыщенного углеводорода окончание -ан окончаниями -енин, -адиенин, -атриенин, -ендиин и т. д. Двойные и тройные связи должны получить возможно более низкие номера, даже если при этом -ин получит меньший номер чем -ен. Если же при нумерации возможен выбор, наименьшими номерами следует обозначить двойные связи.

3.4. — Ненасыщенные разветвленные ациклические углеводороды рассматривают как производные неразветвленных углеводородов, содержащих максимальное число двойных и тройных связей. Если при выборе цепи с максимальным числом ненасыщенных связей имеется несколько возможностей, —

выбирают цепь с наибольшим числом атомов углерода;

если в нескольких цепях число атомов углерода одинаково, выбирают цепь с максимальным числом двойных связей. В остальном поступают так же, как при наименовании насыщенных разветвленных ациклических углеводородов.

Цепь нумеруют таким образом, чтобы положение двойных и тройных связей было обозначено наименьшими номерами в соответствии с правилом А—3.3.

Название изопрен сохраняется только для незамещенного соединения:

3.5. — Названия одновалентных радикалов, полученных из ненасыщенных ациклических углеводородов, имеют окончания -енил, -инил, -диенил и т. д., причем, если необходимо, указывают положение двойных связей. Атом углерода со свободной валентностью обозначают номером 1,

Как исключения, сохраняются следующие названия:

3.6. — В качестве основной цепи в радикале выбирают ту, которая содержит:

максимальное число двойных и тройных связей;

максимальное число атомов углерода и

максимальное число двойных связей.

Номенклатура алканов

Всего получено оценок: 405.

Всего известно 390 веществ, относящихся к классу алканов. Международный союз теоретической и прикладной химии – ИЮПАК или IUPAC – разработал номенклатуру алканов, чтобы легко называть каждое соединение, зная только его формулу.

Общие правила

Название алканов характеризуется суффиксом -ан. Первые четыре представителя гомологического ряда – метан, этан, пропан, бутан – имеют исторически сложившиеся названия. Приставка в названиях остальных алканов указывает на количество атомов углерода в веществе:

Рис. 1. Гомологический ряд алканов.

Единица – ун- или ген-, два – до-, три – три-, четыре – тетра-.

Приставки и суффиксы сохраняются у всех веществ. Начиная с декана, к названиям прибавляется корень. Он меняется в каждой десятке веществ, на что указывает приставка. Например, эйкозан содержит 20 углеродов, триаконтан – 30, тетраконтан – 40, пентаконтан – 50. Названия этих веществ переходят в следующую десятку с прибавлением приставок и суффиксов. Например, за эйкозаном следуют генэйкозан, докозан, трикозан, за триаконтаном – гентриаконтан, дотриаконтан, тритриаконтан, тетратриаконтан и т.д.

Названия разветвлённых цепей

Алканы содержат не только линейные, но и разветвлённые молекулы. К любому атому цепи может примыкать алкил с общей формулой CnHm или любой другой радикал (галогены, металлы).

Вещества с одинаковым количеством атомов, но с разным их расположением, называются изомерами. Сравните бутан и изобутан. В обоих случаях формула C4H10, но атомы расположены по-разному. В первом случае цепь длиннее, во втором – короче на одно звено. Названия изомеров соответствуют названиям алканов с приставкой изо-.

Рис. 2. Бутан и изобутан.

Для более точного названия и указания местоположения радикала используется отдельная номенклатура. Правила определения названия разветвлённой цепи:

В структурных формулах алкилы пишутся через вертикальную черту сверху и снизу атома углерода. Допустимо написание радикалов в скобках после атома углерода. Например, 2-метилбутан – CH3-CH(CH3)-CH2-CH3.

Примеры

Несколько примеров номенклатуры алканов с разветвлённой структурой представлено в таблице.

Рис. 3. Примеры структурных формул с названиями.

Что мы узнали?

Названия алканов в соответствии с номенклатурой ИЮПАК складываются из суффикса -ан, приставки, указывающей на количество атомов углерода, и корня названия каждого десятого гомолога. Названия четырёх первых алканов следует запомнить. Разветвлённые молекулы включают перечисление номеров атомов, у которых находятся радикалы, приставку, указывающую их количество, перечисления радикалов и название главной цепи.

Тест по теме

Чтобы попасть сюда — пройдите тест.

Оценка доклада

А какая ваша оценка?

2.1. — Название насыщенного разветвленного ациклического углеводорода образуют из названия имеющейся в его формуле самой длинной цепи, добавляя к нему в качестве префикса обозначение боковой цепи.

Сохраняются следующие названия (только для незамещенных углеводородов) :

изобутан (СН3)2СН—СН3 изопентан (СН3)2СН—СН2—СН3 неопентан (СН3)4С изогексан (СН3)2СН—СН2—СН2—СН3

2.2. — Самую длинную цепь нумеруют от одного конца до другого арабскими цифрами, причем направление нумерации выбирают так, чтобы цифры (номера), указывающие положение боковых цепей, были наименьшими. Если при нумерации цепи с одного или с другого конца получаются различающиеся ряды нескольких цифр (номеров), их сравнивают, расположив цифры в рядах

15     Пентадекан

16     Гексадекан

17     Гептадекан

18     Октадекан

19     Нонадекан

20     Эйкозан

21     Генэйкозан

22     Докозан

23     Трикозан

24     Тетракозан

25     Пентакозан

26     Гексакозан

27     Геитакозан

28     Октакозан

33     Тритриаконтан 40     Тетраконтан 50     Пентаконтан 60     Гексаконтан 70     Гептаконтан 80     Октаконтан

90     Нонаконтан

100     Гектан

132     Дотриаконтагектан в порядке возрастания. « Наименьшими» считают цифры того ряда, в котором первая отличающаяся цифра меньше. Этот принцип соблюдается независимо от природы заместителей. Примеры:

2.25. — Одновалентные разветвленные радикалы алканов называют, добавляя к названию неразветвленного алкила, соответствующего самой длинной цепи (начинающейся от атома углерода со свободной валентностью), префикс, обозначающий боковую цепь, причем начальный атом получает номер 1.

Сохраняются следующие названия (только для незамещенных радикалов):

2.3. — Если имеются две или более разные боковые цепи, в названии их можно перечислять: (а) в порядке возрастания сложности или (b) в алфавитном порядке.

(а) При перечислении боковых цепей в порядке возрастания сложности исходят из следующих принципов:

(I) Менее сложной является цепь, у которой общее число углеродных атомов меньше.

менее сложна, чем

(II) Менее сложной является боковая цепь с наиболее длинной основной цепью.

(III) Менее сложна боковая цепь, в которой самый длинный заместитель в основной цепи имеет наименьший номер. Пример:

(IV) Менее сложна та боковая цепь, в которой следующий по величине заместитель имеет наименьший номер. Пример:

(V) Менее сложна наиболее насыщенная цепь. Пример:

(VI) Менее сложна цепь, в которой положение кратной связи обозначается наиболее низким номером.

(b) Алфавитный порядок устанавливают следующим образом: (I) Сначала по алфавиту размещают названия простых радикалов и только после этого вставляют умножающие префиксы. Пример:

(II) Название сложного радикала помещается по первой букве его полного названия. Пример:

(III) В том случае, когда названия радикалов состоят из идентичных слов, предпочтение в расположении дается тому радикалу, в котором боковые ответвления расположены под самым низким номером.

2.4. — Если две или более боковые цепи находятся в равнозначном положении, более низкий номер получает та цепь, которая в названии перечисляется первой, независимо от того, соблюдается ли порядок возрастающей сложности или алфавитный.

(а) Порядок расположения по сложности:

(b) Алфавитный порядок:

2.5. — Наличие нескольких одинаковых незамещенных радикалов обозначается соответствующим умножающим префиксом ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-, гепта-, окта-, нона-, дека-, ундека- и т. д.

Наличие одинаково замещенных радикалов может быть указано соответствующим умножающим префиксом бис-, трис-, тетракис-, пентакис- и т. д. Полное выражение, обозначающее боковую цепь, может быть заключено в скобки или же атомы углерода в боковых цепях обозначены цифрами со штрихами.

(a)   При использовании штрихов и порядка по сложности: 2-метил-5,5-бис- 1′,1′- диметилпропилдекан.

(b)   При использовании скобок и алфавитного порядка (все цифры без штрихов) : 5,5-бис- (1,1 -диметилпропил) -2-метилдекан.

(c)   При использовании штрихов и алфавитного порядка: 5,5-бис-1′,1′-диметилпропил-2-метилдекан.

(а) При использовании штрихов и порядка по сложности:

7-1′, 1′-диметилбутил-7-1″, 1″-диметилпентилтридекан

(b) При использовании скобок и алфавитного порядка (все цифры без штрихов):

2.6. — Если в насыщенном разветвленном ациклическом углеводороде имеются цепи равной длины, то в качестве главной цепи выбирают последовательно:

(а) Цепь, имеющую наибольшее число боковых цепей.

(b) Цепь, в которой боковые цепи имеют наименьшие номера.

(с) Цепь, имеющую наибольшее число атомов углерода в меньших боковых цепях.

(d) Цепь, имеющую наименее разветвленные боковые цепи. Пример:

Основы классификации и номенклатуры органических соединений

В основу научной классификации и номенклатуры органических соединений положены принципы теории химического строения А. М. Бутлерова.

Все органические соединения подразделяют на следующие основные ряды:

I.  Ациклические соединения — с открытой цепью углеродных атомов (их называют также алифатическими соединениями, или соединениями жирного ряда):

1.  Предельные (насыщенные).

2.  Непредельные (ненасыщенные).

II.  Циклические соединения — с замкнутой в кольцо цепью атомов.

1.  Карбоциклические (изоциклические),— в кольцевую систему которых входят только углеродные атомы:

а)   алициклические (предельные и непредельные), б)   ароматические.

2.  Гетероциклические соединения — в их кольцевую систему, кроме углеродных атомов, входят атомы других элементов — гетероатомы (кислород, азот, сера и т. д.).

В рядах ациклических и карбоциклических соединений основными классами являются углеводороды.

В основе гетероциклических соединений лежат гетероциклы, в которых атомы, образующие кольцо, соединены только с атомами водорода.

В предельных (насыщенных) углеводородах атомы углерода соединены друг с другом простыми (ординарными) связями С—С. В непредельных (ненасыщенных) углеводородах имеются одна или несколько пар углеродных атомов, соединенных кратными — двойными С = С или тройными С ≡ С связями.

Углеводороды с двойными или тройными связями могут быть образованы путем отнятия 2, 4, 6 и более атомов водорода от пар смежных углеродных атомов в предельных углеводородах; при этом получаются непредельные углеводороды, содержащие соответственно двойную, тройную, две двойные и т. д. связи. При отнятии же двух и более атомов водорода от несмежных углеродных атомов из предельных ациклических углеводородов могут быть получены циклические углеводороды.

Таким образом, все другие углеводороды можно рассматривать как производные предельных ациклических углеводородов.

Несколько кратных связей могут иметь различное взаимное расположение в углеродной цепи. Например, различают кумулированные С = С = С, сопряженные (или конъюгированные) С = С—С = С и изолированные (или уединенные) С = С—(СН2)п—С = С двойные связи.

Углеводороды различных классов образуют так называемые гомологические ряды, в которых каждый последующий углеводород отличается от предыдущего члена ряда на гомологическую разность СН2. Состав любого члена гомологического ряда выражается общей для данного ряда эмпирической формулой. Например, состав ациклических предельных углеводородов может быть представлен формулой СnН2n+2, непредельных — с одной двойной связью CnH2n, — с одной тройной или с двумя двойными связями СnН2n – 2 и т. д. Например:

Названия гомологических рядов углеводородов иногда производят от названий их простейших членов, например: углеводороды ряда метана, углеводороды ряда этилена (этиленовые углеводороды), углеводороды ряда ацетилена (ацетиленовые углеводороды).

При замещении в углеводородах того или иного гомологического ряда одного или нескольких атомов водорода отдельными атомами или группами (например, галогенами, группами —NO2, —ОН, —NH2 и т. д.) образуются гомологические ряды, соответственно, галогенпроизводных, нитросоединений, спиртов, аминов и т. д. Таким образом, все другие классы органических соединений того или иного ряда являются производными углеводородов.

Для наименования отдельных органических соединений широкое распространение получили тривиальные названия, рациональная, Женевская (1892 г.) и Льежская (1930 г.) номенклатуры. Среди них наиболее строгой с точки зрения единого принципа наименования органических соединений и однозначности их названий (особенно для ациклических соединений) является Женевская номенклатура. К сожалению, она в свое время не была разработана полностью и не может быть использована как единственная при наименовании очень многих сложных органических соединений.

В 1947 г. на совещании Международного союза чистой и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemistry — сокращенно IUPAC), состоявшемся в Лондоне, было принято решение о пересмотре существовавших правил номенклатуры органических соединений и о выработке новых международных правил. Созданная комиссия выработала правила, которые в 1957 г. были опубликованы под названием Правила номенклатуры органических соединений IUPAC 1957.

В СССР А. П. Терентьевым с сотрудниками (1951 г.) была предложена систематическая номенклатура, основанная на строгом едином принципе и позволяющая однозначно называть любое органическое соединение. Однако эта номенклатура, вследствие довольно значительного отличия от обычных привычных химикам названий, не является общепринятой.

Ниже дана краткая характеристика различных номенклатурных систем.

Тривиальные названия не вытекают из каких-либо единых систематических принципов номенклатуры; они не выражают строения соединения и обычно отражают историю, происхождение веществ, выделение их из природных продуктов, путь синтеза и т. п. (например, рудничный газ, муравьиная кислота, винный спирт, бензол, ванилин, стрептоцид). Многие соединения названы по имени ученого, открывшего их (кетон Михлера, углеводород Чичибабина и т. п.). Однако и некоторые тривиальные названия приведены в известную систему. Так, в ряду метана все названия углеводородов, начиная от C5, являются систематическими — корни их производятся от греческих числительных, и все они имеют общее окончание -ан (пентан, гексан, гептан) и т. д.; названия же первых четырех представителей этого ряда (метан, этан, пропан, бутан) — тривиальные, так как корни их не образованы по какой-либо системе, однако и эти названия имеют общее для ряда метана окончание -ан. Такие названия по номенклатуре IUPAC обозначаются как полутривиальные или полусистематические (semi-trivial и semi-sistematic).

Рациональная и другие упомянутые номенклатуры построены на принципах научной систематики органических соединений: название соединения должно отражать его химическое строение.

По рациональной номенклатуре за основу наименования органического соединения обычно принимают название наиболее простого (чаще всего первого) члена данного гомологического ряда. Все остальные соединения рассматривают как производные этого простейшего гомолога, образованные замещением в нем атомов водорода углеводородными или иными радикалами, атомами или атомными группами.

По Женевской номенклатуре основой (корнем) названия органического соединения является название нормального углеводорода, содержащего то же число атомов углерода, что и наиболее длинная углеродная цепь в называемом соединении. Приставки (префиксы) и окончания (суффиксы) показывают наличие в этой главной цепи боковых цепей (углеводородных радикалов), функциональных групп, нефункциональных заместителей и кратных связей; при этом цифрами обозначают положение боковых цепей, групп или кратных связей в главной углеродной цепи, а греческими (иногда латинскими) числительными — число одинаковых замещающих групп или кратных связей.

Порядок перечисления в общем женевском названии соединения названий и обозначений всех этих групп и кратных связей определяется их условным старшинством по отношению друг к другу. Названия углеводородных радикалов помещают перед корнем слова (т. е. перед названием главной цепи), а обозначения кратных связей — после корня.

К нефункциональным заместителям относят галогены, нитрозо-(—NO), нитро-(—NO2), азидо-(—N3) группы; они не содержат атомов водорода; их обозначения в женевском названии помещают перед названиями азотсодержащих функциональных групп или перед названиями радикалов, а если эти последние отсутствуют — перед корнем слова.

В общем названии соединения вначале указываются младшие, затем старшие группы.

Нумерация углеродных атомов в главной цепи соединения определяется также условным старшинством замещающих групп или кратных связей и их расположением по отношению к одному или другому концу этой цепи. При этом углеводородные радикалы являются старшими по отношению к кратным связям и к другим заместителям (при одинаковом положении двух радикалов по отношению к концам главной цепи старшим является радикал с меньшим числом углеродных атомов). Таким образом, в продуктах замещения углеводородов сохраняется нумерация, принятая для углеводородов.

Ниже приведена схема построения женевского названия сложного органического соединения ациклического ряда, предложенная А. П. Терентьевым (1951 г.).

1.  Цифры II—VI обозначают уменьшение старшинства групп при определении начала нумерации цепи. Например, если есть углеводородные радикалы (II) и кратные связи (III) — начало нумерации цепи определяется более старшими группами — радикалами; кислородсодержащие группы (IV) старше азотсодержащих групп (V) и т. д.

2.  Внутри разделов, обозначенных цифрами II—VI, начало нумерации определяется любой группой данного раздела, стоящей ближе к концу цепи. Если же группы данного раздела расположены симметрично, т. е. на равных расстояниях от концов цепи, начало нумерации определяет старшая группа. Возрастание старшинства в каждом разделе указано стрелками. Например, при симметричном расположении спиртовой и кетонной групп начало нумерации определяет старшая — кетонная группа.

3.  В разделе IV каждая серусодержащая группа старше соответствующей кислородсодержащей группы.

По Льежской номенклатуре за основу названия, так же как и по Женевской номенклатуре, принимается самая длинная углеродная цепь, но допускаются и отклонения от этого правила: если боковые радикалы в этой самой длинной цепи оказываются сложными, за основу названия может быть выбрана и более короткая цепь так, чтобы боковые радикалы оказались более простыми.

Главная углеродная цепь, согласно Льежской номенклатуре, должна включать функциональную группу, даже если эта цепь и не является самой длинной; если функциональных групп несколько, главную цепь выбирают так, чтобы в ней оказалось наибольшее число функциональных групп. Аналогично в главную цепь включаются и кратные связи. В то же время карбоксильную группу по Льежской номенклатуре иногда рассматривают как замещающую функциональную группу, тогда как по Женевской номенклатуре углерод карбоксильной группы должен быть включен в счет атомов углерода цепи. Начало нумерации определяет прежде всего функциональная группа, затем двойные и тройные связи и в последнюю очередь атомы и радикалы, обозначаемые приставками (отличие от Женевской номенклатуры). При наличии нескольких функциональных групп начало нумерации определяет главная функция (например, в оксиальдегидах — альдегидная группа; в оксикислотах — карбоксильная группа).

Номенклатура IUPAC 1957. Новые правила, разработанные комиссией IUPAC по номенклатуре органических соединений в период с 1947 по 1957 гг., состоят из разделов: А. Номенклатура углеводородов (ациклических, циклических, терпенов); В. Номенклатура основных гетероциклических систем.

Правила IUPAC 1957 являются развитием и упорядочением в основном Льежской номенклатуры.

За основу ациклических соединений принимается обязательно самая длинная углеродная цепь, но при этом подробно разработана номенклатура боковых цепей — нормальных и разветвленных — и установлено старшинство радикалов при перечислении их в названии и при определении порядка нумерации атомов главной цепи или цикла. Официально введены наиболее употребительные тривиальные и полутривиальные названия многих соединений, принимаемых за основу, а также радикалов.

В 1963 г. опубликован предварительный текст продолжения правил IUPAC, раздел С, в который входит номенклатура соединений, содержащих функциональные группы, и номенклатура функциональных производных. Правила регламентируют выбор главной функции и предлагают ряд способов наименования для каждого типа соединений. См. International Union of Pure and Applied Chemistry. Tentative Rules for Nomenclature of Organic Chemistry, Section C. London Butterworths Scientific Publications, 1963.

Ниже приведены официальные тексты правил Женевской и Льежской номенклатур, а также правил IUPAC 1957.

Предварительно даны используемые в различных номенклатурных системах названия важнейших радикалов и атомных групп, сокращения, приставки и окончания, а также греческие (и некоторые латинские) числительные и буквы греческого алфавита.

Приведены некоторые дополнительные сведения о способах наименования органических соединений различных классов, которые используются в практике наряду с правилами указанных выше номенклатур, а также сведения о названиях по старой рациональной номенклатуре.

Тривиальные и систематические названия некоторых радикалов и атомных групп по различным номенклатурным системам

Названия разветвленных радикалов

Начиная с пропана,
углеводороды могут образовывать
несколько изомерных радикалов:

Номенклатура iupac алифатических углеводородов

Название
неразветвленных
углеводородов
по номенклатуре (iupac)
состоит
из двух частей:

Для образования
названий в разветвленных углеводородах
к назва­нию неразветвленной основной
(главной) цепи в качестве приставок (в
алфавитном порядке) до­бавляются
названия боковых цепей (алкильных
радикалов) с указанием цифрой (локантом)
их положения (места присоединения) к
главной цепи.

Названия
алкильных радикалов производятся от
названий соответст­вующих алканов,
заменой суффикса -ан
на
-ил
(табл.
2 ).

Таблица 2 Названия
алканов н алкильных радикалов

Номенклатура производных углеводородов

Каждый класс
углеводородов образует многочисленные
классы про­изводных, в которых один
или несколько атомов водорода замещены
на характеристические (функциональные)
группы. В табл. 3 указаны неко­торые
функциональные группы и соответствующие
типы соединений.

В
молекулах органических веществ могут
находиться несколько оди­наковых или
различных функциональных групп.

При
наименовании многофункциональных
соединений за основу на­звания
принимается название главной цепи,
включающей старшую
функ­циональную
группу. В качестве старшей группы
выбирают ту, которая имеет наименьший
порядковый номер в табл. 3. Углеводородную
цепь нумеруют так, чтобы старшая группа
получила наименьший номер.
Стар­шая группа в названии обозначается
окончанием. Все другие функцио­нальные
группы, находящиеся в молекуле, а также
углеводородные ради­калы перечисляются
в порядке алфавита перед названием
главной цепи. Некоторые функциональные
группы (галогены, нитро- и нитрозогруппы)
могут обозначаться только приставками,
т.е. они не могут быть выбраны старшими
(табл. 4).

Положения кетонной,
гидроксильной и аминогрупп указывают
циф­рой, соответствующей номеру атома
углерода, у которого они находятся.

При
наличии в молекулах нескольких
функциональных групп приме­няются
приставки: дигидрокси-, тригидрокси-,
тетрагидрокси- и т. д. или
окончания: -диол, -триол. -тетраол, —
диаль, -диовая и т. д., если эти
группы в соединении старшие.

Таблица
3 Окончания
и приставки, применяемые в названиях
соединений

(характеристические
группы приведены в порядке убывания
старшинства)

*
– Квадратная скобка означает, что атом
углерода функциональной группы входит
в главную цепь

Таблица
4 Названия
групп, обозначаемых только приставками

Пример
1.
Аминокислота, используемая в синтезе
антибиотика пеницил­лина, имеет
тривиальное название валин. Дайте
название по номенклатуре IUPAC
и укажите функциональные группы в
молекуле валина:

В
молекуле валина две функциональные
группы: –СООН
карбоксиль­ная и –NH2
–
аминогруппа.

Обе функциональные
группы согласно табл. 3 могут обозначаться
в названии как приставкой, так и
окончанием, поэтому необходимо выбрать
старшую из них.

Старшей
(табл. 3.) является карбоксильная группа,
поэтому в назва­нии она отражается в
виде окончания,
а
аминогруппа –
в виде приставки.
Главной
углеродной цепью является бутан. Главную
цепь нумеруем так, чтобы старшая группа
получила наименьший номер: карбоксильная
груп­па отражается в названии окончанием
«-овая
кислота»,
аминогруппа
–приставкой
«амино-«.

Таким
образом, название валина по номенклатуре
IUPAC:

Пример
2.
Назовите по номенклатуре IUPAC:

В
данном многофункциональном соединении
старшей является кетонная (С=О) группа
(обозначается окончанием «-он»).
Название
главной цепи -гекс-3-ен-2-он. Остальные
заместители обозначаются приставками.

Пример
3.
Двухосновная гидроксикарбоновая
кислота, выделенная из незрелых яблок,
известна под тривиальным названием
яблочная кислота. Назовите её по
номенклатуре IUPAC:

Номенклатура органических соединений

Существуют
несколько способов наименования
органических соеди­нений: тривиальные
(исторические) названия, рациональная
номенклатура и современная систематическая
номенклатура ИЮПАК (IUPAC)
(табл.
1).

Названия циклонов, имеющих боковые цепи

этилциклопропан
1,3-диметилциклобутан метилциклопентан

Названия непредельных радикалов

Одновалентные
радикалы, образованные из алкенов
имеют суффикс -енил

сн3–сн=сн–
сн3–сн=сн–сн2–

1-пропенил
2-бутенил

Радикалы,
образованные из алкинов,
имеют суффикс –инил

Для некоторых
радикалов, как исключение, сохраняются
тривиальные названия:

Правила
составления названия по номенклатуре
IUPAC:

1. Выбирают наиболее
длинную главную углеродную цепь, название
ко­торой составляет основу (корень)
названия. Если в молекуле имеется двойная
или тройная связь, она должна быть
включена в главную цепь.

2.
Углеродные атомы главной цепи нумеруют
так, чтобы разветвления (заместители,
радикалы) получили наименьшие номера.
При
наличии кратной (двойной или тройной)
связи наименьшую цифру должна полу­чить
кратная связь.

3.
К названию главной цепи в качестве
приставки добавляют в алфавит­ном
порядке
(языка названия) названия заместителей.
Наличие нескольких одинаковых заместителей
обозначают соответственно греческими
числи­тельными: ди-;
три-; тетра-; пента- и
т. д.

4.
Углеводороды с двумя, тремя и более
двойными связями получают окончания
-диен;
-триен; -тетраен и
т.д. Углеводороды с несколькими тройными
связями: -диин;
-триин и
т.д. Если в молекуле имеются как двойные,
так и тройные связи, углеводород получает
окончание -енин:
-диенин и
т. д.

главная цепь –
нонан

заместители –
метил (две группы)

Название:
2,5-диметил-5-изопропил-6-этилнонан
(приставки изо-,
втор- и
т. п. не учитываются).

главная цепь –
1-пентен (допускается пентен-1 или
пент-1-ен)

Рациональная номенклатура

Иногда
для наименования относительно простых
органических соеди­нений используется
старая рациональная
номенклатура.
Основой
корнем названия по этой номенклатуре
является название «родоначальника»
(наи­более простого представителя)
данного гомологического ряда.

Все углеводороды
рассматриваются как производные от
родоначаль­ника соответствующего
ряда, образованные заменой атомов
водорода в его молекуле на алкильные
радикалы:

Правила
составления названий по рациональной
номенклатуре:

Пример
1.
Назовите по рациональной номенклатуре:

а) выбираем
«центральный» атом углерода (связанный
с максималь­ным количеством других
атомов углерода) – он исполняет роль
«родо­начальника» (в данном случае –
метана):

б) перечисляем в
порядке старшинства радикалы: связанные
с этим атомом;

в)
название завершается названием
«родоначальника» ряда – метан. Название:
метилэтилизопропилвторбутилметан

Пример
2.
Напишите структурную формулу
сим-этилтретбутилэтилена.
Для построения формулы:

а) изображаем
углеродный остов родоначальника ряда
(этилена):

б)
присоединяем к двум свободным валентностям
указанные в назва­нии заместители.
Приставка «сим-»
в
названии обозначает, что заместите­ли
расположены симметрично относительно
двойной связи (у разных ато­мов
углерода):

в) к оставшимся
свободным валентностям присоединяем
атомы водо­рода

Пример
3.
Назовите по рациональной номенклатуре
и номенклатуре IUРАС
следующие углеводороды:

Сначала изобразим
структурную формулу:

3,5-диметил-3-этилгексан
(IUРАС)

Номенклатура циклических алифатических углеводородов

Названия
моноциклических углеводородов образуются
добавлением приставки цикла-
к
названию соответствующего углеводорода
нормального строения:

циклопропан
циклопентан циклогексан

Нормального строения

*
– иногда используется тривиальное
название амил-.