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UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA DEPARTAMENTO DE BIOQUIMICA Y CONTAMINACION AMBIENTAL QUÍMICA ORGÁNICA I Nomenclatura de alcanos NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA2 Para nombrar los compuestos orgánicos existen tres tipos de nomenclatura, las cuales siguen ciertas normas a fin de uniformizar y facilitar la manera en que se nombran los compuestos, estas son : 1- Nomenclatura común 2- Nomenclatura derivada 3- Nomenclatura IUPAC Para poder utilizar estos tipos de nomenclatura, primero tenemos que conocer ciertos conceptos los cuales nos ayudan en la aplicación de estos. Entre ellos tenemos: a) SERIE HOMOLOGA, es un conjunto de compuestos que pertenecen a la misma familia, poseen estructura y propiedades semejantes, pero difieren unos con otros en una cantidad constante de grupos metilenos (-CH2-) Ejemplo: b) GRUPO FUNCIONAL; es un átomo o conjunto de átomos, que determinan las características físicas y químicas de un determinado grupo de compuestos Ejemplo: c) FORMULA MOLECULAR, es una forma de representar una molécula de un compuesto la cual indica la clase de átomos y la cantidad de cada uno de ellos en el compuesto, pero no indican como están distribuidos CH4 CH3 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3 CH2 CH2 CH3 H2O C2H6 C2H6O C3H6Cl2 dos atomos de hidrogeno y uno de oxigeno dos atomos de carbono y 6 de hidrogeno tres atomos de carbono, 6 de hidrogeno y 2 de cloro dos atomos de carbono, 6 de hidrogeno y uno de oxigeno NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA3 d) FORMULA ESTRUCTURAL, es la representación de una molécula, la cual nos indica la forma en que los diferentes átomos se encuentran enlazados entre sí para esa molécula. De estas hay una forma semi-desarrollada y una desarrollada Ejemplo: e) La fórmula lineoangular (también llamada estructura esquelética o de barras) es una forma breve de representar los compuestos orgánicos. Los enlaces entre los átomos de carbono están representados por líneas. Los átomos de carbono vienen dados por el punto del principio o final de la línea y por los puntos de encuentro de las líneas. Los átomos de nitrógeno, de oxígeno y los halógenos se escriben con su símbolo, pero los átomos de hidrógeno no se simbolizan a no ser que vayan unidos a elementos que se han simbolizado f) FORMULA CONFIGURACIONAL, es la representación de una estructura en tres dimensiones g) ISOMERIA, es una propiedad de ciertos compuestos químicos que con igual fórmula molecular presentan estructuras moleculares distintas y, por ello, diferentes propiedades. Dichos compuestos reciben la denominación de isómeros y no pueden inter convertirse unos en otros, a menos que se rompan enlaces La isomería puede dividirse de la siguiente manera CH4 CH3 CH3 CH3 CH2 Cl H H H H H H H H H H C C ClH H H H H H H H H http://es.wikipedia.org/wiki/Compuesto_qu%C3%ADmico http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_molecular http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%B3rmula_molecular http://es.wikipedia.org/wiki/Estructura_qu%C3%ADmica NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA4 Isomeria estructural estereoisomeria cadena posición función geométrica óptica Isomería de cadena: se presenta en aquellos compuestos que tienen la misma fórmula molecular, pero varía el orden de la cadena hidrocarbonada Ejemplo: CH3 CH CH CH3 CH3 CH3 CH3 C CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 CH2 CH CH2 CH3 CH3 CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 n-hexano isohexano neo-hexano 3-metilpentano 2,3-dimetilbutano C6H14 NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA5 Isomería de posición: se da cuando un grupo funcional puede tener diferentes posiciones dentro de una cadena carbonada CH2 C CH2 CH3 CH3 CH3 OH CH3 C CH CH3 CH3 CH3 OH CH3 C CH2 CH2 CH3 CH3 OH 3,3-dimetilbutan-1-ol3,3-dimetilbutan-2-ol 2,2-dimetilbutan-1-ol La cadena hidrocarbonada se mantiene en los isómeros, solo varia la posición donde se encuentra el grupo funcional. Isomería de función: poseen la misma fórmula molecular, pero pertenecen a diferentes familias, por lo que sus propiedades físicas y químicas son totalmente diferentes. Ejemplo: h) Tipos De carbonos, es de suma importancia clasificar cada átomo de carbono de un compuesto orgánico, y para hacerlo tomamos en cuenta el número de átomos de carbono adicionales que tiene unido a él, así: - un átomo de carbono primario (1° ) estará unido únicamente a otro átomo de carbón C CH H H H H H 1o 1o - uno secundario ( 2° ) estará unido a dos átomos de carbonos C2H6O O CH3CH3 CH2OHCH3 familia de los eteres familia de los alcoholes C C C H H H HH H H H 2o NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA6 - uno terciario ( 3° ) estará unido a tres. - Uno cuaternario estará unido a cuatro átomos de carbono C C C C C C H H H H H H H H H H HH H H 4o Con respecto al metano, como este no se encuentra unido a ningún otro carbono, no tiene clasificación. C H H HH Los átomos de hidrogeno también reciben la misma denominación ( 1° ,2° y 3° ) dependiendo del átomo de carbono al que estén unidos Ejemplo: Ya conociendo algunos de estos conceptos que nos serán útiles en desarrollo de la nomenclatura, podemos comenzar a estudiar por separado cada tipo de esta. 2° CH3 CH CH3 CH2 CH3 3° 1° 1° 1° C C C C H H H H H H H H H H 3o NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA7 NOMENCLATURA COMUN Los primero cuatro miembros de esta serie les fueron asignados nombres que correspondían muchas veces a la fuente de donde fueron obtenidos, o a la preferencia de sus descubridores, a los compuestos de cinco átomos de carbono en adelante, se les nombra utilizando prefijos griegos que indican el número de átomos de carbono en la molécula Cuando las cadenas hidrocarbonadas son lineales se antepone la letra n al nombre del alcano. Así tenemos: alcano Estructura semidesarrollada alcano Estructura nombre CH4 Metano CH3 CH3 Etano CH2 CH3 CH3 Propano CH3 CH2 CH2 CH3 n-butano CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 n-pentano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 n-hexano CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3 n-heptano Cuando los alcanos son ramificados, se utilizan los prefijos iso y neo. Se utiliza el prefijo iso cuando dos grupos metilos van unidos a un mismo carbono, y se encuentran en extremo de cadena CH3 CH CH3 ......... ......... NOMENCLATURA DE ALCANOSQUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA8 isopentano isohexano El prefijo neo, se utiliza para los isómeros del pentano y el hexano, la característica de estos es que posee tres grupos alquilo unidos a un mismo carbono, que se encuentra en extremo de cadena. neopentano neohexano En este tipo de nomenclatura existen limitaciones, ya que hay compuestos que por su estructura carbonada no cumplen con las condiciones para utilizar los prefijos iso y neo, por lo que no pueden nombrarse. Para nombrar los compuestos orgánicos por los otros dos tipos de nomenclatura, es necesario conocer una serie de estructuras denominadas grupos alquilo, los cuales nos son de suma importancia para poder asignar nombres en la nomenclatura derivad y IUPAC. Estos grupos alquilo no son más que alcanos los cuales han perdido un hidrogeno, y para nombrarlo se pone el nombre del alcano, cambiando la terminación ano por ilo CH3 CH CH2 CH3 CH3 CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 CH CH3 CH3 ......... ......... CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 C CH2 CH3 CH3 CH3 NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA9 ALCANO GRUPOS ALQUILO CH4 metano CH3 metilo CH3 CH3 etano CH3CH2 etilo CH3 CH2 CH3 propano CH3 CH2 CH2 CH3 butano CH3 CH2 CH2 CH2 n-butilo CH3 CH CH2 CH3 isobutilo CH3 CH CH2 CH3 secbutilo CH3 C CH3 CH3 terbutilo CH3 CH2 CH2 n-propilo CH3 CH CH3 isopropilo NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA10 ALCANO GRUPOS ALQUILO CH3 CH2 CH2 CH2 CH3 pentano En este, no existe el secbutilo, porque habría ambigüedad en el átomo de carbono que sostendría la valencia libre CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 n-pentilo CH3 CH CH2 CH2 CH3 isopentilo CH3 C CH2 CH2 CH3 CH3 neopentilo CH3 C CH2 CH3 CH3 terpentilo NOMENCLATURA DERIVADA En esta nomenclatura los alcanos se consideran derivados del metano, en el cual los hidrógenos se sustituyen por grupos alquilo. Para nombrar los compuestos, primero se elige el carbono metano y este va a ser aquel que se encuentre más ramificado, luego para nombrarlo se escribe el nombre de los sustituyentes por orden alfabético por orden de menor a mayor peso molecular, seguidos de la palabra metano en una sola palabra. NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA11 Nombre de grupo o grupos alquilo + metano CH2 CH C CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH C CH2 CH3 CH3 CH3 CH3 etilisopropildimetilmetano sec-butiltrimetilmetano Este tipo de nomenclatura al igual que la común, es muy limitada, hay compuestos que no pueden ser ni por la común, ni por la derivada NOMENCLATURA IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) Con este sistema se puede nombrar cualquier compuesto orgánico, y como es sistematizado, hay que seguir reglas. Para los alcanos lineales se utilizan los nombres como se indican en la serie homologa, CH3 CH3 carbono metano sustituyente (grupo alquilo) metilmetano CH3 CH CH2 CH3 CH3 carbono metano sustituyentes (grupos alquilo) etildimetilmetano NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA12 Cuando ya tienen ramificaciones, se aplican las reglas, y estas son : 1- Localizar la cadena más larga y continua de átomos de carbono, siendo la cadena principal y la que determinara el nombre básico del alcano ( la cadena base). no siempre es la cadena horizontal CH3 CH2 CH2 CH CH2 CH2 CH2 CH3 CH3 cadena mas larga y continua sustituyente (gpo. alquilo) 4-metiloctano 4-metiloctano 4-etiloctano 4-n-propiloctano NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA13 Si están presentes dos cadenas diferentes de igual longitud, seleccione como base, la que tiene el mayor número de ramificaciones. al elegir esta como cadena base tiene dos sustituyentes correcta 2- Una vez identificada la cadena principal, esta se numera empezando desde un extremo de tal forma que se asigne el número más bajo posible al sustituyente. Por ejemplo, los siguientes dos isómeros estructurales se diferencian sólo en la posición del sustituyente CH3. En ambos, la cadena principal es de 5 carbonos y por lo tanto ambos son pentanos sustituidos. En el compuesto “A”, la cadena principal se puede numerar de izquierda a derecha o de derecha a izquierda y en ambos casos el sustituyente se encuentra en el carbono 3. Pero en el compuesto “B”, la numeración de izquierda a derecha produce el índice 2 mientras que la numeración de derecha a izquierda produce el índice 4. Se escoge entonces el sentido de numeración que produjo el índice más bajo; el 2. 2-metilpentano3-metilpentano A) B) 3- Cuando hay más de un sustituyente, se numera la cadena principal de izquierda a derecha o de derecha a izquierda, de tal forma que se asigne el número más bajo posible al sustituyente que este más cerca del extremo de las dos posibles secuencias. La posición de cada sustituyente queda entonces indicada por esa numeración. Ejemplo al elegir esta como cadena base tiene un solo sustituyente NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA14 Nótese que si hay dos sustituciones en el mismo carbono el número se pone dos veces. Siempre debe haber un número por cada sustituyente. También no importa el nombre que esos sustituyentes tengan; la numeración queda determinada por el criterio que se acaba de exponer. 4- Los sustituyentes de la cadena principal se identifican y se nombran como grupo alquilo, pero al ponerlo dentro del nombre del compuesto se le cambia la terminación ilo por il, así el grupo metilo, se escribirá como metil, el etilo será etil, etc... 5- Cuando hay dos o más sustituyentes iguales se utilizan los prefijos multiplicativos di, tri, tetra, penta, hexa, etc. para indicar que el sustituyente se encuentra más de una vez; pero aún así se debe indicar la posición de cada sustituyente con los números correspondientes. 6- Los nombres de los sustituyentes se colocan en orden alfabético o en orden de peso molecular, Cuando se ordena alfabéticamente a los sustituyentes, el prefijo iso se utiliza como parte del nombre del grupo alquilo, pero NO los prefijos separados con guiones. Entonces, el isobutilose ordena de acuerdo a la letra i, pero el n-butilo, ter-butilo y sec-butilo se ordenan con respecto Al nombre del alcano. b. Los prefijos que hacen referencia a numerales di-, tri- , tetra- , etc.. se ignoran al ordenar alfabéticamente. 4-etil-2-metil-3-isopropilhexano 7- Los nueros deben de ir separados entre sí por comas, y de las letras por guiones. correcto: 2,2-dimetilpentano correcto: 2,3-dimetilpentano correcto: 2,2,4-trimetilpentano incorrecto: 2-dimetilpentano incorrecto: 3,4-dimetilpentano incorrecto: 2,4-trimetilpentano 3-etil-2-metilpentano NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA15 Nombrar el siguiente compuesto: pasos 1 elegir la cadena más larga y continua : 10 carbonos 2 enumerar la cadena 3 identificar los sustituyentes: etilos y metilos 4 nombrarlos en orden alfabético: primero etil y luego metil 5 colocar posiciones para escribir el nombre: 8- Cuando existen sustituyentes complejos los cuales no pueden ser nombrados como grupo alquilo, se nombran como derivados de la cadena carbonada más larga del sustituyente. Y esto puede ser de dos formas: a) El carbono número uno siempre será el que esta enlazado a la cadena base. De ahí se busca la cadena más larga y continua, y se identifican los sustituyentes ( y se nombra como si fuera un alcano). El nombre completo de este sustituyente (que debe terminar en il) se encierra entre paréntesis indicando la posición dentro del nombre final del compuesto para indicar que se trata de un sustituyente complejo. NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA16 b) Una forma más actual de nombrarlos, es buscar la cadena más larga y continua, nombrar y dar posición de los sustituyentes, luego tomar ese nombre y sustituir la “o” final por il (o), incluyendo un localizador numérico que indica el lugar de unión de dicha cadena lateral al resto de la molécula SE COMIENZA A ENUMERAR DE DONDE ESTA MAS CERCA LA UNION A LA CADENA BASE 3,4-dimetil-6-(1,1,2-triimetilpropil)decano no tiene nombre como grupo alquilo 1 2 3 sustituyente metilo nombre del grupo sustituyente : (1,1,2-trimetilpropil) ( 2,3-dimetilbutan-2-il) 6-(2,3-dimetilbutan-2-il)-3,4-dimetildecano 1 2 3 456 7 9 8 1 23 (1-etil-2,2-dimetilpropil) (2,2-dimetilpentan-3-il) 6-etil-2,3,6-trimetil-5-(1-etil-2,2-dimetilpropil)nonano 6-etil-2,3,6-trimetil-5-(2,2-dimetilpentan-3-il)nonano NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA17 7-etil-2,3,3,8-tetrametil-6-(1,2,3-trimetilbutil)undecano 7-etil-2,3,3,8-tetrametil-6-(3,4-dimetilpentan-2-il)undecano NOMENCLATURA DE ALCANOS HALOGENADOS Estos compuestos se consideran como derivados de los alcanos, su formula es R-X, donde “ R” es una cadena hidrocarbonada “X” un halógeno Para nombrarlos se hace por los sistemas de nomenclatura COMÚN y IUPAC Nomenclatura común: Se nombran empleando el nombre del anión derivado del halógeno (cloruro, bromuro, yoduro y fluoruro), seguido del nombre del grupo alquilo correspondiente Nomenclatura IUPAC En este caso se emplea el nombre del halógeno cloro, bromo, yodo, seguido del nombre del hidrocarburo base, enumerando la cadena de tal forma que sea el halógeno el que tenga la posición más baja de los sustituyentes. Al nombrarse debe de indicarse por un número la posición que estos ocupan en la molécula NOMENCLATURA DE ALCANOS QUIMICA ORGANICA I UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR, FACULTAD DE QUIMICA Y FARMACIA18 N.C: bromuro de n-butilo cloruro de neo-hexilo N: IUPAC: 1-bromobutano 1-cloro-3,3-dimetilbutano F I N.C: fluoruro de secbutilo Yoduro de isopentilo N: IUPAC: 2-fluorbutano 1-yodo-3-metilbutano Referencias bibliografías: ● Morrison, R. T. y Boyd, R. N., Química Orgánica, 5ª Edición, Pearson Educación, México, 1998. ● L.G. Wade, Jr; Química Orgánica, Séptima Edición, Mexico, PEARSON, 2011 ● Carey, Francis A. Química Orgánica, McGraw Hill, 3ª. Ed. Madrid, 1999 (4 ejemplares). ● Cruz, M, de Courdate, M, Nomenclatura de los compuestos Orgánicos, cuarta edición, 1989.
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