Номенклатура в органічній хімії
Номенклатура в органічній хімії передбачає систематичний метод найменування органічних хімічних сполук згідно з рекомендаціями Міжнародного союзу теоретичної та прикладної хімії (IUPAC). Це гарантує, що кожна сполука має унікальну та загальновизнану назву. Цей урок охоплює основи номенклатури органічної хімії, включаючи назви вуглеводнів, функціональних груп і сполук з кількома функціональними групами. Також будуть обговорені основні принципи номенклатури стереохімії.
Розуміння вуглеводнів
Вуглеводні — це органічні сполуки, що складаються лише з атомів Карбону та Гідрогену. Вони є основою, на якій будуються складніші органічні молекули. Вуглеводні можна розділити на дві основні категорії: аліфатичні та ароматичні.
- Аліфатичні вуглеводні можна далі розділити на алкани (одинарні зв’язки), алкени (один або кілька подвійних зв’язків) і алкіни (один або кілька потрійних зв’язків).
- Ароматичні вуглеводні містять кільце атомів вуглецю з одинарними та подвійними зв’язками, що чергуються, відоме як ароматичне кільце.
Назви алканів
Алкани є найпростішим типом вуглеводневого ланцюга, що складається з вуглець-вуглецевих одинарних зв’язків. Назви алканів закінчуються на « -ан ». Спосіб їх назви передбачає:
- Визначення найдовшого безперервного ланцюга атомів вуглецю як основного ланцюга та надання йому назв відповідно до кількості атомів вуглецю, які він містить (наприклад, метан, етан, пропан).
- Назви замісників, приєднаних до основного ланцюга, як алкільні групи, які називаються подібно до алканів, але закінчуються на « -іл » (наприклад, метил, етил).
- Нумерація атомів вуглецю в основному ланцюзі так, щоб замісники мали найменші можливі числа. Такі префікси, як ди-, три-, тетра-, використовуються, якщо той самий заступник зустрічається більше одного разу.
- Поєднання назв заступників з назвою основного ланцюга, розміщення їх в алфавітному порядку та відокремлення цифр від букв дефісами.
Назви алкенів і алкінів
Процес найменування алкенів і алкінів подібний до алканів, але закінчується на « -ен » для алкенів і « -ін » для алкінів. додатково:
- Розташування подвійного або потрійного зв’язку вказується вуглецем з найменшим номером, який бере участь у зв’язку.
- Якщо присутні кілька подвійних або потрійних зв’язків, використовуються такі суфікси, як дієн, діін або трийн.
Ароматичні сполуки
Найпростішою ароматичною сполукою є бензол. Похідні бензолу називають шляхом заміни закінчення « -ан » алкану на « -бензол », якщо бензольне кільце є основною функціональною групою. Для позначення похідних загальні замісники називаються як такі, а їх положення позначаються цифрами або префіксами орто (о-), мета (м-) і пара (р-).
Функціональні групи
Функціональні групи — це конкретні групи атомів у молекулах, які мають певні характерні властивості, незалежно від інших атомів, присутніх у молекулі. Наявність функціональної групи впливатиме на хімічну поведінку молекули. Загальні функціональні групи в органічній хімії включають:
- Спирти (-OH): називаються суфіксом " -ol ". Положення групи ОН позначається цифрою.
- Карбонові кислоти (-COOH): назви мають суфікс « -ова кислота ».
- Прості ефіри (-O-): названі за допомогою ідентифікації двох алкільних груп, зв’язаних з атомом кисню, в алфавітному порядку, за якими йде слово ефір.
- Альдегіди (-CHO): назви мають суфікс « -al ». Якщо альдегід є основною функціональною групою, атом вуглецю альдегідної групи включається як частина основного ланцюга.
- Кетони (C=O): назви мають суфікс « -one ». Положення карбонільної групи (C=O) у ланцюзі позначається цифрою.
- Аміни (-NH 2 ): назви мають суфікс « -амін ». При необхідності вказується положення групи NH 2 , а також алкільні групи, приєднані до азоту.
Назви сполук із кількома функціональними групами
При назві органічних сполук, що містять більше однієї функціональної групи, слід дотримуватися певних правил:
- Основною функціональною групою вибирають функціональну групу з найвищим пріоритетом за системою IUPAC. Сполука названа на основі цієї групи.
- Інші наявні функціональні групи вказуються як префікси до основної назви в алфавітному порядку.
- Пріоритет функціональних груп визначається встановленою ієрархією, встановленою IUPAC. Наприклад, карбонові кислоти мають вищий пріоритет, ніж спирти, які, у свою чергу, мають вищий пріоритет, ніж алкени.
Стереохімія
Стереохімія включає вивчення просторового розташування атомів у молекулах та їх вплив на фізичні та хімічні властивості цих молекул. У номенклатурі стереохімія молекули описується за допомогою таких термінів, як цис, транс, E, Z для геометричних ізомерів і R, S для хіральних центрів.
- Цис і транс використовуються, коли два замісники знаходяться на одній або протилежній стороні подвійного зв’язку або циклічної сполуки відповідно.
- E (від німецького entgegen , що означає протилежне) і Z (від німецького zusammen , що означає разом) використовуються для сполук, які не можна описати за допомогою цис і транс , на основі пріоритету груп, приєднаних до вуглецю з подвійним зв’язком.
- R (від латинського rectus , що означає правий) і S (від латинського sinister , що означає лівий) використовуються для опису конфігурації навколо хірального вуглецю на основі правил послідовності, встановлених Каном, Інгольдом і Прелогом.
Висновок
Номенклатура в органічній хімії забезпечує систематичний і стандартизований спосіб іменування сполук, забезпечуючи ясність і послідовність у спілкуванні між хіміками. Розуміння основних принципів номенклатури, включаючи найменування вуглеводнів, функціональних груп і сполук із кількома функціональними групами, а також аспектів стереохімії, має вирішальне значення для студентів і практиків органічної хімії.
