Regla A-2.3 Si dos o mas cadenas laterales tienen diferente naturaleza, deberán citarse en orden alfabético, como sigue. Véase el ejemplo 17.

Transcripción

1 FORMULACIÓN ORGÁNICA Nomenclatura y simbología orgánica Reglas de la IUPAC I (HIDROCARBUROS) Entre los años 60 y 70, la IUPAC. cambió de nombre, intitulándose Comisión en la nomenclatura de Química Orgánica, con siglas CNOC, publicándose nuevas secciones. La C tendría especial relevancia, ya que abarcaba los compuestos con oxígeno y nitrógeno en las diferentes familias: ácidos y derivados, amidas y nitrilos, aldehidos, cetonas, alcoholes y éteres, aminas, estableciéndose un orden de prelación de funciones, importantísimo a la hora de la elección de la cadena principal. Este orden de prelación que aparece en la tabla 10, de las reglas IUPAC, y del cual se han extraido los compuestos menos frecuentes es el siguiente: Radicales> Aniones> Cationes>Ácidos>Ánhídridos>Ésteres>Haluros de ácido>amidas>nitrilos>aldehidos>cetonas>alcoholes y fenoles>aminas>éteres>alquenos>alquinos>alcanos. HIDROCARBUROS Regla A-2.1. Los hidrocarburos alicíclicos ramificados, se nombran, precedidos del nombre de las cadenas laterales, presentes en la cadena más larga. Regla A-2.2. La cadena mas larga se numera de principio a fin con números arábigos, eligiendo la dirección, de forma que las cadenas laterales presenten los números más bajos posible. Si tuvieran el mismo número, se compararía término a término hasta encontrar la posición mas baja, independientemente de la naturaleza de los sustituyentes. Véase el ejemplo 16 Ejemplo A-2.1. Cadena más larga: sucesión de carbonos lo mayor posible A-2.2 Si se comienza por la derecha, los localizadores son: 2, 3 y 5 cuya suma es 10. Si por la izquierda son: 2, 4 y 5, cuya suma es 11. Por lo tanto se debe comenzar por la derecha. Regla A-2.3 Si dos o mas cadenas laterales tienen diferente naturaleza, deberán citarse en orden alfabético, como sigue. Véase el ejemplo 17. A-2.1 A-2.2 Si se comienza por la derecha, los localizadores son: 4 y5 cuya suma es 9. Si por la izquierda, también suman 9. A-2.3 Predomina la clasificación alfabética, y la e está antes que la m, porlo tanto al etil debe ir el número mas bajo, por lo que se numera por la derecha. Ejemplo Las ramificaciones se nombrarán alfabéticamente, prescindiendo de los prefijos numéricos que puedan modificarlos, así un metil, estará en un nombre delante de un dipropil, pero detrás de un isopropil y de su numeración por localizadores. Todo ello está expresado en las siguientes reglas: Regla A-2.3i Los nombres de los radicales simples, primero se alfabetizan y se insertan con los prefijos multiplicativos necesarios ( di, tri, etc). Regla A-2.3ii

2 El nombre de un radical complejo, se considera por la primera letra de su nombre completo. Regla A-2.3iii En el caso de nombre de radicales complejos formados por paralabras idénticas, tendrá prioridad en la citación el radical que contiene el localizador mas bajo. Veamos el ejemplo 18 Ejemplo 18 A-2-2. Referencia al comienzo de la numeración de la cadena principal. A-2-3-i. Referencia a la disposición alfabética de los radicales. Regla A-2.4. Si hay dos o mas cadenas laterales que tienen posiciones equivalentes, la primera en asignarse es la citada en primer lugar según su nombre Ejemplo 19 A-2-2. Referencia al comienzo de la numeración de la cadena principal. A-2-3-i. Referencia a la disposición alfabética de los radicales. A-2-4 Referencia al cambio de orden según letra inicial Sin embargo si existen radicales complejos, no se seguirán los principios anteriores, sino que contará la primera letra, como se ha dicho en la regla A-2.3iii Así en el ejemplo 15, etil estaba antes que dimetil y éste que propil. Si los radicales fueran, (1,1-dimetiletil), etil y metil, el orden sería éste, o sea que contaría la d antes que la e. A-2-2. Referencia al comienzo de la numeración de la cadena principal. A-2-3-ii. Referencia a la disposición Ejemplo 20 alfabética de los radicales, cuando son complejos. Cuando existen radicales complejos repetidos, se nombra con unos prefijos multiplicativos de grupos, tal como los que se emplearán en la nomenclatura inorgánica (bis=2; tris=3; tetrakis=4, pentakis=5, etc).(regla A ) También se pueden expresar con numeros primados, en este caso no harían falta paréntesis, y el nombre anterior sería: 3,5-bis- 1 -metiletiloctano. Reglas aplicadas A-2-2. Referencia al comienzo de la numeración de la cadena principal Ejemplo 21 A-2-5(b)- Referencia a multiplcativos de radicales complejos 1 La regla A-2.5, dice textualmente: La presencia de radicales idénticos en la misma cadena, se indican con prefijos multiplicativos: bis, tris, tetrakis, pentakis etc. La expresión completa de la cadena lateral puede encerrarse entre paréntesis, o los átomos de los carbonos de las cadenas laterales pueden indicarse con números primados.

3 Cuando existen varias posibilidades de cadena principal, la regla A-2-6, determina la elección: Regla A-2.6 Si existen varias cadenas de igual longitud, la selección de la cadena principal se hará de la manera siguiente: a) La que tenga mayor número de cadenas laterales b) La que tenga cadenas laterales con localizadores mas bajos c) La cadena con mayor número de carbonos en las cadenas laterales más pequeñas d) La cadena con cadenas laterales lo menos ramificadas Las reglas A-3, hacen referencia a los hidrocarburos insaturados A-3.1 Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados, con un doble enlace, se nombran sustituyendo el sufijo ano, correspondiente al saturado por eno. Si hubiera mas de un doble enlace, lo haría por adieno, atrieno etc. Los nombres genéricos de estos hidrocarburos(ramificados o no ramificados), son alqueno, alcadieno, alcatrieno etc. La cadena se numerará, de forma que los dobles enlaces tengan los números más bajos. En compuestos cíclicos o en sus derivados, si los localizadores de un doble enlace difieren en una unidad, sólo se citará el inferior en el nombre. Si difieren en mas, se citarán entre paréntesis, uno detrás del otro. A-3.2 Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados, con un triple enlace, se nombran sustituyendo el sufijo ano, correspondiente al saturado por ino. Si hubiera mas de un triple enlace, lo haría por adiino, atriino etc. Los nombres genéricos de estos hidrocarburos(ramificados o no ramificados), son alquino, alcadiino, alcatriino etc. La cadena se numerará, de forma que los triples enlaces tengan los números más bajos. Solo se citará el localizador más bajo para el triple enlace, en el nombre del compuesto. A-3.3 Los hidrocarburos acíclicos insaturados no ramificados, con dobles y triples enlaces, se nombran sustituyendo el sufijo ano, correspondiente al saturado por enino, adienino, atrienino, enodiino etc. La cadena se numerará, de forma que los dobles y triples enlaces tengan los números más bajos, aunque esto produzca un localizador de un ino inferior a un eno. Cuando se pueda elegir entre ambos, siempre el eno tendrá el número más bajo. A-3.4 Los hidrocarburos acíclicos insaturados ramificados, con dobles y triples enlaces, se nombran como los no ramificados, de forma que contenga el mayor número de dobles y triples. Si hubiera dos o mas cadenas compitiendo por una elección: 1º. La que tenga mayor número de carbonos 2º.La que contenga el mayor número de dobles enlaces. En todo caso se aplicarán los mismos principios que en los hidrocarburos saturados ramificados.la cadena será numerada de forma que a los dobles y triples enlaces le corresponda la numeración más baja, de acuerdo con la regla A-3.3 Veamos el ejemplo 24 Reglas aplicadas A-3-3. Referencia a la elección de la cadena principal Situación de empate en la A y A Hay dos posibilidades de cadena principal, con el máximo número de insaturaciones, y máximo número de carbonos. Será la 24 A y la 24 B

4 Ejemplo 24 A Ejemplo 24 B Dado que se da preferencia a los dobles enlaces sobre los triples, se elige como cadena principal la 24 A. El tercer paso es la numeración, que debe ser mínima para los dobles y triples enlaces. La numeración que se da en la 24 A, proporciona unos localizadores 2, y 4 para dobles enlaces. Si comenzase por la posición opuesta, sería 3 y 5. Por lo tanto su nombre será: 3-etil-4-(2-propinil)-2,4-heptadieno. Las reglas A-12 y A13, hacen referencia a los núcleos aromáticos y derivados. De aquí en adelante, se presentan compuestos no usuales en las enseñanzas medias: A-20. Policiclos; A-30 hidrocarburos con puente; A-40.. hidrocarburos espiránicos; A-50 asociación de anillos. En el bloque A-12. Las A-12.1 y A-12.2 hacen referencia a los derivados del benceno con nombres triviales. La A-12.3, es importante y dice así: La posición de los sustituyentes será indicada por números excepto que se usen los términos o-( orto ), m- ( meta ) y p-( para ), para las posiciones 1,2; 1,3 y 1,4 respectivamente, sólo para el caso de que existan dos. Los sustituyentes tendrán los números mas bajos posibles, y se regularán por la regla A-2, excepto para aquellos compuestos que partan de nombres triviales, cuyos sustituyentes tendrán prioridad al ser numerados. Veamos los ejemplo 26 y 27 Se quiere formular el compuesto en recuadro Y se puede partir de sus derivados con nombres triviales Ejemplo 26 Reglas aplicadas A la nomenclatura orto, meta y para, sólo se puede aplicar cuando hay dos sustituyentes. Se puede nombrar 1,2,3-trimetilbenceno No : o-metil-xileno dimetil-tolueno Ejemplo 27 Reglas aplicadas A Comola nomenclatura orto, meta y para se puede aplicar cuando hay dos sustituyentes. Se puede nombrar dando la posición 1 al sustituyente de su nombre trivial. Meta-metilestireno o 3-metilestireno o 1-metil-3-vinil-benceno (empleando las dos ramificaciones, y por aplicación de la A-2.2, para la alfabetización, ya que no se parte del nombre trivial. Esta regla anula, la que existía para tres sustituyentes en el núcleo bencénico, en vecinal (1,2,3), vec, simétrico (1,3,5) sim, y asimétrico (1,2,5) asim.

5 Las reglas C-1 a C-10, hacen referencia a los diferentes grupos que entran en la sección y estudian sus constituyentes La estructura de un nombre orgánico según la nomenclatura sustitutiva sigue el siguiente esquema: Alcoholes y éteres. Las reglas C-2 comienzan con el estudio de alcoholes y derivados. Los alcoholes alifáticos, se pueden nombrar por nomenclatura sustitutiva, tal como en Ginebra, con el sufijo ol (Ejemplo:propanol) o por nomenclatura radicofuncional (alcohol propílico). Se prefiere la primera. Si el grupo OH, no está en la cadena principal, entonces se prefiere nombrar como radical hidroxi, como también ocurriría si hubiera otros grupos que le precedieran en la tabla de ordenamiento de funciones Así el ejemplo 28 Ejemplo 28 Forma de nombrarlo Se tienen 3 funciones alcohol, de forma que la cadena principal deberá contener el mayor número de funciones alcohol. Se eligirá la sucesión de carbonos mas larga que contenga el mayor número de funciones alcohol. En este caso será 7 carbonos, con dos funciones OH: heptanodiol. Se deberá de numerarar la cadena de acuerdo con las reglas A-2.3, por lo tanto habrá que determinar las ramificaciones, según su alfabetización. Se tiene un hidroximetil, y un metil (marcadas con círculo). Dado que la h está delante que la m, se comenzará a numerar de forma que al hidroximetil le corresponda el número inferior, con lo cual se tendrá un hidroximetil en la posición 3, un metil en la 5, y dos grupos alcohol en la cadena principal en las posiciones 2 y 6, por lo que su nombre será: 3-hidroximetil-5-metil-2,6-heptanodiol También los alcoholes cuando conviven con estructuras cíclicas, pueden nombrarse a través de la nomenclatura conjuntiva. O sea reuniendo dos estructuras que configuren la fórmula, como si se tratase de dos compuestos unidos, que conservasen sus nombres, y se juntasen. Ejemplo 29 Vemos el ejemplo 29. El compuesto dado está formado por dos núcleos, un ciclohexano, y un etanol. Si se aplica la regla de prioridades, el etanol la tiene, y el ciclohexano sería un sustituyente del H, así según una nomenclatura sustitututiva se nombraría: 2-ciclohexil-1-etanol Sin embargo, aunque la anterior nomenclatura es preferente, también la IUPAC autoriza que se pueda usa la nomenclatura conjuntiva, y es este caso el nombra se formaría por conjunción del etanol y del ciclohexano: Ciclohexanoetanol Estaría explicitado en la regla C-51 ( sólo se puede aplicar a estructuras cíclicas) No se podría nombrar hidroxietilciclohexano, ya que se rompería el orden de preferencias Si el grupo OH está sobre el ciclo, sin embargo no se puede aplicar Vemos el ejemplo 30 El OH está sobre un ciclo de 6C con una insaturación, por lo tanto su nombre fundamental será un ciclohexenol, que se numerará partiendo de la posición del grupo OH, (C1) correspondiendo la segunda preferencia al doble enlace (C3), por lo que el radical metilo estará en la posición 5. Su nombre será: 5-metil-3-ciclohexen-1-ol Los éteres, isómeros de los alcoholes, pueden expresarse en tres tipos de nomenclaturas. Ejemplo 30

6 En el ejemplo 31, tenemos una función éter, unida a un grupo bencénico(fenilo), y un metilo. Si se elige la nomenclatura sustitutiva (siempre preferente), la función éter será un radical soportada por la forma hidrocarbonada con menor número de carbonos, y por lo tanto se denominará metoxi, que sustituirá a un hidrógeno del núcleo bencénico, tomada como cadena principal, denominándose : metoxibenceno. Ejemplo 31 Si se emplea la nomenclatura radicofuncional, el nombra en español diferiría por su ordenamiento, del inglés. Así en español empleando su alfabetización, sería : Fenil metil éter Mientras que en inglés sería methyl phenyl ether También se puede emplear la nomenclatura por remplazamiento, esto es considerando la cadena principal como un todo hidrocarbonado, y sustituyendo o reemplazando en CH 2, por un O-. En este caso el éter se caracteriza por el término oxa. Ejemplo 32 Así en compuesto del ejemplo 32, podría llamarse: Ácido etoxietanoico, o etoxiacético, empleando la nomenclatura sustitutiva. Sin embargo si se utiliza la de reemplazamiento, se tiene que considerar una sucesión de 5 carbonos con el grupo ácido: ácido pentanoico o valeriánico, y la sustitución del carbono 3, por el éter (oxa). Su nombre sería: ácido 3-oxapentanoico Ejemplo 33 Aldehidos y cetonas También en el grupo de las reglas C-3, tenemos las aplicadas a aldehidos y cetonas. Los aldehidos se caracterizan por los sufijos al, aldehido o carbaldehido, o con el prefijo formil cuando se presenta como grupo terminal, o con el prefijo oxo, especialmente cuando se emplean nombres triviales de compuestos con funciones prioritarias. Veremos ahora cuando se emplea cada caso. En el ejemplo 33, aparecía como función prioritaria. Cuado aparecen 3 funciones aldehido, conviene emplear un tipo de nomenclatura conjuntiva, como en el ejemplo 36 Aparece una estructura orgánica con 4 grupos aldehido, por lo tanto hay dos soluciones: O emplear la nomenclatura conjuntiva, situando sobre un propano, cuatro aldehidos o carbaldehidos, o emplear la nomenclatura sustitutiva, considerando la cadena principal un pentanodial, y agregándole dos radicales formil. CHO. Según eso el nombre del compuesto será: 1,2,2,3-Propanotetracarbaldehido o 3,3-Diformilpentanodial Ejemplo 36 Estos nombres derivan de la aplicación de la regla El uso de la terminación carbaldehido está espe-cialmente indicado cuando el grupo aldehido se une a anillos saturados, insaturados y núcleos bencénicos, como vemos en el ejemplo 37. Hay dos grupos aldehido sobre el núcleo bencénico. No se debe formular metaformilbenzaldehido (nomenclatura sustitutiva), sino: 1,3-bencenodicarbaldehido ( nomenclatura conjuntiva) También podría denominarse según su nombre trivial, derivado del dialdehido en posición orto ( aldehido ftálico), derivado del ácido del mismo nombre. En este caso la posición 1,3 sería: aldehido isoftálico. En el caso de una posición 1,4 sería aldehido terftálico. Ejemplo 37 Otro caso de nomenclatura conjuntiva sería el ejemplo 38.

7 Hay 3 etanales, o acetaldehido, en las posiciones 1,2,4. sobre un núcleo de ciclohexano (se eligen los números más bajos). Por lo tanto la nomenclatura mas simple para este compuesto, es la conjuntiva, o sea considerando la conjunción de los 3 aldehidos con el ciclo. Por eso su nombre será: 1,2,4-ciclohexanotriacetaldehido (nombre trivial) Ejemplo 38 o 1,2,4-ciclohexanotrietanal (nombre sistemático) Las cetonas presentan algunas complicaciones. Deberán ser nombradas o mediante el sufijo ona (cuando es función dominante), o con el prefijo oxo (reglas C-311 y siguientes), en la nomenclatura sustitutiva, pero también pueden emplearse el sistema radicofuncional (menos recomendado), y en este caso los radicales se nombrarían alfabéticamente. Lo vemos en el ejemplo 41 y 42. Ejemplo 41 Ejemplo 42. En el primer caso la nomenclatura es sustitutiva, considerando un hidrocarburo soporte con 4C, en el cual se sustituyen los H del carbono 2, por el O, formaándose el grupo cetónico, y un H del carbono 4, por un OH, por eso el nombre será: 4hidroxi-2-butanona. En el segundo, la nomenclatura es radicofuncional, tomando como centro el grupo cetónico y considerando radicales el metilo y el hidroximetilo, por lo que su nombre será ordenado alafabéticamente: 2-hidroxietil-metilcetona Ejemplo 42 Ácidos. Se encuentran especificados en las reglas de la IUPAC, C-4 y C-400, y sus derivadas. Los saturados se caracterizan por el sufijo anoico y también carboxílico (correspondiendo al grupo), mientras que como ramificación, se caracteriza por el prefijo carboxi, o el radical carboxil. En la nomenclatura sustitutiva aparece con el sufijo anoico, correspondiendo (por lo general) al carbono C 1, como se ha visto en los ejemplos anteriores 45, 43, 39 y 33. Tal como cuando se trató de los aldehidos, se emplea la nomenclatura conjuntiva, cuando existan mas de dos funciones, o cuando se encuentran sobre ciclos y anillos aromáticos, como vemos en los ejemplos 47, 48 y 49. Ejemplo 47 En el ejemplo 47, aparecen 3 funciones carboxilo, sobre un propeno. Pues bien, aunque sea prioritario el grupo ácido, para facilitar la nomenclatura, se toma como la conjunción de dichos 3 grupos con el propeno que se numerará, de forma que al doble enlace le corresponda el número mas bajo. Por eso el nombre será: Ácido 1-propeno-1,2,3-tricarboxílico. No se debe nombrar tomando como cadena principal la sucesión de carbonos con los dos grupos ácidos, como si fuera un ácido pentenodioico, con una ramificación carboxil. Ejemplo 48 En este ejemplo tenemos el grupo ácido, sustituyendo a un hidrógeno de un ciclohexano, con un grupo carbonilo. Tomando las dos formas, la cíclica y la ácida, y considerando el grupo cetónico como un oxo, por reemplazamiento del CH 2 por C=O, y previa numeración del anillo a partir de la inserción del grupo ácido, la conjunción produciría el siguiente nombre: Ácido 3-oxociclohexanocarboxílico. Ejemplo 49 Ejemplo 48 Ejemplo 47 Ejemplo 49 Por la misma razón el ejemplo 47, se nombraría: Ácido 1,2,4-ciclohexanotricarboxílico (siempre la numeración del ciclo debe corresponder a los cardinales inferiores)

8 Sin embargo, si el grupo carboxilo, está fuera de la cadena principal que contiene otros dos grupos carboxilos, pero unido a otros carbonos, ya no se puede formular como en el ejemplo 45. Derivados de ácidos Sales y ésteres. Están definidos por las reglas C-461 y siguientes. y caracterizados por el sufijo oato. Si las sales son ácidas, deberán llevar el prefijo hidrógeno, tal como en la formulación inorgánica. Si el éster o la sal fueran complicados, convendría separar los diferentes grupos que integran el anión, o el grupo ácido, como en el caso del ejemplo 52 Ejemplo 52 Haluros de ácidos (C-481 y siguentes) Como los aniones tienen prioridad, la parte orgánica se nombrará como un radical, pudiéndose emplear en ella, cualquier nomencla-tura que facilite su nombramiento.en el ejemplo 53 que se da, se emplea una nomenclatura conjuntiva, uniendo los conjuntos del ciclohexano con el grupo carbonilo. En este caso el grupo ácido al eliminarse el OH, que es sustituido por el halógeno,deja de ser carboxil, para surgir como carbonil. Compuestos nitrogenados ( Reglas C-8 y sucesivas). Derivados del ácido: amidas y nitrilos. Ejemplo 53 Amidas Los compuestos que contienen 1, 2 o 3 grupos acidos unidos al nitrógeno reciben el nombre genérico de amidas, y según sea 1, 2 o 3, serán primarias, secundarias y terciarias. Su nomenclatura se obtiene por sustitución del ácido -oico por amida, o del ácido carboxílico por carboxamida (C-821 y C-822). Si emplease el nombre trivial del ácido, se sustituiría el ico, por amida. Si en las amidas primarias, se sustituyese el H, del NH 2, por un radical orgánico, el nombre se daría alfabéticamente, precedido de la letra N, mayúscula separado por un guión. Si actúa como un sustituyente, el prefijo correspondiente es carbamoil.véanse los ejemplos 57, 58, 59 y 60 Ejemplo 57 Ejemplo 58 Ejemplo 60 Ejemplo 59

9 Nitrilos ( reglas C- 831 y sucesivas) Los nitrilos deben contener el grupo CN (nomenclatura sustitutiva), o ciano, u cianuro (nomenclatura radicofuncional). Su nombre se obtiene a partir del del hidrocarburo, cuyo H sustituye, agregándole un carbono mas con el sufijo nitrilo, siendo este carbono el 1, al numerar la cadena. Pero si se consideran derivados del ácido carboxílico correspondiente, su nombre derivaría del de aquél, cambiando ácido carboxílico por carbonitrilo, grupo que contiene un carbono. Ejemplos 61, 62 y 63. Ejemplo 61 Ejemplo 62 Ejemplo 63 Aminas (C-811 y siguientes y C-11) La nomenclatura de las aminas, es similar a la de las amidas, sustituyendo el radical ácido por otro hidrocarbonado. El sufijo es amina. Cuando actúa como ramificación, se denomina amino.puede emplearse la nomenclatura sustitutiva, y la radicofuncional.(ej ) Si existen varias como función secundaria en la cadena principal, sustituyendo a un grupo CH 2, se empleará el término aza (Ej.70). Ejemplo 64 Ejemplo 65 Ejemplo 66 Ejemplo 67 Ejemplo 68 Ejemplo 69 Ejemplo 70 Esta nomenclatura es la que actualmente se está empleando.