UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA FACULTAD DE CIENCIAS Y QUÍMICAS Y FARMACIA DEPARTAMENTO DE QUÍMICA ORGÁNICA “SARA BASTARRACHEA DE MONZÓN” QUÍMICA ORGÁNICA I NOMENCLATURA DE LOS ARENOS Documento elaborado por: Licda. Nora Guzmán Revisado por: Licda. Diana Pinagel y Licda. Flor de María Lara El término areno se emplea para designar aquellos compuestos que contienen tanto unidades alifáticas como aromáticas en su estructura (Morrison y Boyd, 1973) A1 Los hidrocarburos aromáticos monocíclicos simples se nombran sistemáticamente como derivados del benceno, especialmente cuando se tiene presente el mismo sustituyente repetido numerosas veces: CH3 CH3 1,2,3,5-tetrametilbenceno H 3C CH 3 En la nomenclatura IUPAC, las posiciones de los sustituyentes se indican mediante números arábigos. Los números menores posibles son asignados a los átomos de carbono que tienen sustituyentes enlazados, llevándose a cabo la elección entre las posibles alternativas como en los hidrocarburos alifáticos. En la nomenclatura común, los derivados 1,2-, 1,3- y 1-4- disustituídos del benceno, puede utilizarse en su lugar los prefijos o-(orto), m-(meta), p-(para), respectivamente. Ejemplos: CH 2CH3 1-etil-3-propilbenceno m-etilpropilbenceno CH 2CH 2CH 3 CH(CH 3)2 1,4-diisopropilbenceno p-diisopropilbenceno CH(CH3)2 CH 3 1-(1,1-dimetiletil)-4-metilbenceno 1-ter-butil-4-metilbenceno p-ter-butilmetilbenceno CH(CH 3)3 Las reglas IUPAC (1957) reconocen los siguientes nombres triviales para estructuras a su vez no sustituidas: CH3 CH3 o-xileno m-xileno CH3 CH3 H3 C CH3 H3 C p-xileno CH=CH estilbeno (puede ser cis o trans) tolueno H3 C CH3 CH CH3 CH3 CH3 H3 C CH=CH2 CH CH3 CH3 cumeno estireno mesitileno p-cimeno (Note que en el caso de los cimenos isómeros se presenta un sistema de numeración “fijo” o establecido, donde el grupo metilo se encuentra siempre en posición #1.) Ya que surgen conflictos en la utilización de los prefijos o-, m-, p-, pues las reglas IUPAC(1957) reconocen la adopción de su uso para nombrar derivados disustituidos del benceno, y por otra parte, Chemical Abstracts limita su uso únicamente a aquellos compuestos disustituidos donde los sustituyentes considerados son los mismos (es decir por ejemplo compuestos dimetilicos, dietílicos, etc), la tendencia actual es la de eliminarlos y sustituirlos por números arábigos, de donde se deduce que su uso le da matiz trivial o común al nombre donde se utilice. A2. Los arenos monocíclicos complejos, compuestos por anillos bencénicos y cadenas alifáticas, se nombran ya sea como hidrocarburos aromáticos sustituidos o como hidrocarburos alifáticos sustituidos. La elección se hace según los siguientes criterios: a) Para producir el mayor número de sustituciones en el compuesto principal o padre. b) Las unidades estructurales más pequeñas se nombran como sustituyentes sobre un compuesto principal o padre mayor. c) Para escoger el nombre del compuesto padre, se prefieren generalmente los nombres basados en el compuesto original más grande. Cuando el anillo bencénico es considerado sustituyente en una cadena, su nombre se transforma a FENIL (C6H5-) y se abrevia Ph, ó y no debe confundirse con el grupo BENCIL (C6H5-CH2-). Ejemplos: CH3CH=CHCHCH2CHCH2CH2CH3 CH3 Ph CH3(CH2)3CH(C6H5) (CH2)6CH3 H5C2 6-fenil-4-metil-2-noneno C (CH3)3 5-fenildodecano 1-ter-butil-3,5-dietilbenceno C2H5 CH3CH(C6H5)CH2CH(CH3)CH2CH(C6H5)CH3 (C6H5)CH2CH2CH(CH3)CH2CH3 (C6H5) (CH2)4CH3 2,6-difenil-4-metilheptano 1-fenil-3-metilpentano pentilbenceno Nota: la tercera estructura también puede nombrarse como 1-(1,1-dimetiletil)-3,5dietilbenceno. . Cuando se encuentra presente la doble unión C=C en una cadena o ramificación enlazada a un anillo bencénico, si la cadena es menor a 4 átomos de carbono, puede nombrarse el compuesto como derivado del benceno, mencionando al sustituyente como un grupo alquenilo, o bien como alqueno con un sustituyente fenilo. Si la cadena es de 4C o mayor, el compuesto se nombra como un alqueno con sustituyente fenilo, únicamente. Ejemplo: (C6H5)CH2CH=CH2 alilbenceno o 3-fenilpropeno (C6H5)CH=CHCH3 1-propenilbenceno ó 1-fenilpropeno CH2=C(C6H5)(CH2)2CH3 2-fenilpenteno (C6H5) (CH3)C=CH2 metiletenilbenceno común: -metilestireno ó 2-fenilpropeno B. HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS AISLADOS El más sencillo es el fenilbenceno o bifenilo, C6H5-C6H5, siendo este último, un nombre común aprobado por IUPAC como nombre padre o principal para ser utilizado en nomenclatura sustitutiva. . Las posiciones en cada anillo están numeradas de 1 hasta 6, empezando en el carbono enlazado al otro anillo; un set de locantes se apostrofan para distinguir ambos anillos. Cuando los componentes de un sistema de anillos teniendo el mismo punto de enlace, contienen sustituyentes en varias posiciones, se dan los menores números posibles a los sustituyentes, considerándose los números no apostrofados como menores en comparación con los mismos apostrofados o primos. Ambos tipos de números se ordenan en series únicas en orden numérico ascendente. . Ejemplos: C2H5 H5C2 CH3 4,4'-dietilbifenilo C(CH3)3 2-t-butil-2',6-dimetilbifenilo CH3 2-etil-2'-propilbifenilo C3H7 C H 2 5 CH3 H3C CH3 CH3 2,3',4,4',5'-pentametilbifenilo (Incorrecto: 2',3,4,4',5-pentametilbifenilo) CH3 C. HIDROCARBUROS POLICÍCLICOS FUSIONADOS Son hidrocarburos aromáticos compuestos de dos o más anillos unidos de tal forma que cada componente anular comparte dos o más carbonos con, por lo menos, otro componente anular. Dependiendo del número de anillos presentes puede designarse el compuesto como bicíclico, tricíclico, policíclico. Estos sistemas anulares contienen el número máximo de dobles enlaces conjugados. Los anillos pueden variar en tamaño, siendo el más común el bencénico. Existen 35 hidrocarburos aromáticos polifusionados cuyos nombres están reconocidos por las reglas IUPAC (1957.) Algunos de estos tienen origen sistemático y otros son comunes o triviales, teniendo todos un sistema de numeración o locantes fijo, ya establecido. A continuación se muestran algunos: Los sistemas policíclicos que se evaluarán en el curso son: naftaleno, antraceno y fenantreno. 3 4 8 1 8 1 7 6 2 6 3 7 10 8 4 5 2 5 Naftaleno Fenantreno 2 1 3 10 9 4 5 8 7 9 6 Acefenantrileno 9 1 2 7 6 3 5 10 4 Antraceno 2 10 1 2 1 1 9 2 10 9 3 8 8 4 7 3 12 4 11 3 10 5 9 7 6 4 6 5 6 8 5 7 . Para nombrar los hidrocarburos aromáticos policíclicos fusionados, se debe tomar en cuenta que el orden de los locantes establecidos para los núcleos policíclicos aromáticos polifusionados no puede cambiarse, a menos que sean posiciones equivalentes, y esto con el fin de favorecer el set de locantes menores para los sustituyentes presentes en el sistema policíclico polifusionado. . Ejemplos: CH2(CH2)10CH3 1-(2-naftil)dodecano Cl CHCH3 C CH=CH2 3-(1-cloro-2-naftil)-1,3-pentadieno CH3 CH(CH2)3CH3 H5C2 7-etil-1-(1-metilpentil)naftaleno 1-fenilnaftaleno 5-isopropil-1-metilfenantreno C6H5 9-(4-metilfenil)antraceno 9-(p-tolil)antraceno . Las mencionadas posiciones o locantes equivalentes, dependen del punto en el que se empiece a numerar el sistema. Así, para el naftaleno, existen 4 picos a los que se puede asignar el número 1- y 4 posiciones laterales a las que se puede asignar el número 2-, debiendo por supuesto ser 1- y 2- posiciones consecutivas continuas en el mismo anillo. Lo mismo ocurre en el antraceno donde además pueden variarse a conveniencia las posiciones 9- y 10-. En el fenatreno, la posición 1puede variar de tal forma que las posiciones 4- y 5- correspondan indistintamente a los átomos de los anillos no ligados entre sí y más próximos entre estos. . En nomenclatura común, las posiciones 1- y 2- del naftaleno y antraceno se conocen como alfa- (-) y beta- (-) respectivamente, definiéndose también en el antraceno la posición gama-(-), correspondiente a la posición 9-. (9) (10) (10) (1) (1) 1 (2) 2 (2) (2) (1) 9 2 9 3 (1) (2) (2) 10 (1) 4 (2) 5 (3) (9) . 1 10 2 (2) (1) (1) 1 (5) (4) Los hidrógenos (supuestamente) adicionados a un núcleo polifusionado policíclico aromático, pueden indicarse mediante el prefijo H- (Hidro-), junto con prefijos de multiplicidad y los correspondientes locantes. HIDRO debe entenderse como hidrógeno adicionado más bien que como hidrógeno sustituido. Ejemplo: H H H H H H H H H 1,2-dihidronaftaleno D. H H H 1,4,5,8-tetrahidronaftaleno RADICALES ARILO Los grupos o sustituyentes o radicales arilo, derivan de los arenos correspondientes por remoción de un átomo de hidrógeno. La posición o locante 1- corresponde al átomo de carbono que tiene el enlace libre, excepto en los hidrocarburos aromáticos polifusionados, en los que los átomos de carbono se numeran tan bajo como sea posible pero siendo consistente con la numeración establecida. Se nombran cambiando la –o final del nombre del hidrocarburo por la terminación –il- o –ilo-, siendo fenil-, naftil-, fenantril-, antranil, ó antril, excepciones permitidas. Ejemplo: (C6H5)3C - : trifenilmetil- C6H5- : fenil- (C6H5)CH2- : bencilCH3 : 4-metilfenil(común: p-tolil) H3C CH=CH-CH2CH3 2,6-dimetilfenil- 3-fenil-2-propenil- CH=CH2-feniletenil- 1-naftil-, 1-naftalenil-, -naftil- (común: estiril) CH2CH2- 9-antril- 2-(1-naftil)etil- 2-fenantril-
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