Углубленный курс для факультативных занятий (стр. 2 )

Простейший ароматический заместитель называют фенил-. Замещенные фенилы называют, указывая тип заместителя и его положение в бензольном кольце; при этом атом, связанный с основной цепью, получает номер 1.

Кроме того, для некоторых заместителей используются тривиальные названия: бензил для C6H5CH2–, стирил для C6H5CH=CH–, фенэтил для C6H5CH2CH2–, тритил для (C6H5)3С–, толил для –C6H4CH3 (орто-, мета- или пара-).

Среди конденсированных и гетероциклических систем здесь выделены только наиболее важные; цифры показывают принцип нумерации этих соединений:

Чтобы дать название мостиковым бициклическим молекулам необходимо сперва определить атомы, принадлежащие обоим циклам, после чего посчитать количество атомов, разделяющих эти два атома по всем трем возможным направлениям, расставить полученные цифры в порядке уменьшения и поместить их в квадратные скобки. Перед скобками указать бицикло-, а после скобок написать название алкана, соответствующее данному числу атомов углерода. Нумерация идет с одного из атомов, входящих в состав обоих циклов, через самый большой цикл, затем через цикл среднего размера и наконец по младшему циклу:

Если бициклическое соединение содержит атом азота, это указывается введением в название фрагмента аза- и места положения этого атома. В случае атома кислорода используется корень окса-, а для серы – тиа.

Присутствие в молекуле функциональных групп отражается в названии либо использованием соответствующей приставки, либо соответствующего окончания. Старшинство функциональных групп при определении E-/Z-конфигурации определяется, как уже отмечалось, порядковым номером атома в периодической таблице. Однако старшинство в выборе основной углеродной цепи или в определении нумерации атомов в цепи имеет другую последовательность: - COOH > - SO3H > - COOR > - CONR2 > CN > - CHO > - COR > - OH > - NH2 > - OR > C=C > - N3, - F, - Cl, - Br, -I > - NO2 > - NO.

Только приставками обозначают следующие группы: F, Cl, Br, I, N3, NO, NO2. Однако для галогенидов и псевдогалогенидов используются и другой тип названий: метилбромид, этилхлорид, бутилазид и т. п.

При этом галогены рассматриваются аналогично алкильным заместителям, т. е. не имеют преимущества при определении названия. Все галогены «имеют равные права»: нумерация определяется заместителями так, чтобы один из заместителей получил наименьший номер; перечисление галогенов как заместителей идет в алфавитном порядке.

Для нескольких галогенпроизводных используются тривиальные названия: фтороформ CHF3, хлороформ CHCl3, бромоформ CHBr3, иодоформ CHI3, четыреххлористый углерод CCl4, фосген COCl2, хлористый метилен CH2Cl2.

Названия кислот образуют из названия алкана с соответствующим числом атомов углерода, используя окончание –овая кислота. Например, пентановая кислота, гексадекановая кислота и т. п. Многие карбоновые кислоты имеют также тривиальные названия: уксусная кислота CH3COOH, масляная кислота C3H7COOH, валериановая кислота C4H9COOH, капроновая кислота C5H11COOH и т. п. Кроме названия «пропановая кислота» используется также «пропионовая кислота». Молекулы, содержащие две группы –COOH, получают название –диовая кислота. Большинство из них также имеют тривиальные названия: пропандиовую кислоту CH2(COOH)2 называют малоновой, бутандиовую кислоту HOOCCH2CH2COOH – янтарной и т. д. Для сульфокислот тривиальные названия обычно не используются, систематические названия вполне просты: метансульфоновая кислота CH3SO3H, бутансульфоновая кислота C4H9SO3H и т. д. В сложных гетероциклических молекулах основой обычно является название гетероцикла. В этом случае присутствие группы –COOH описывается с помощью приставки карбокси-. Если в молекуле есть группы –COOH и –SO3H, для обозначения последней используется приставка сульфо-. Если карбокси - или сульфогруппы присоединены непосредственно к циклу, название образуется из названия цикла и окончания –карбоновая кислота или –сульфокислота.

Название сложных эфиров образуется названием углеводородного фрагмента в молекуле спирта, вошедшего в состав сложного эфира, и названием остатка кислоты:

При наличии в молекуле как остатка сложного эфира, так и остатка карбоновой кислоты, наличие сложноэфирной группы может отражаться в названии несколькими способами: а) включением в названием термина алкоксикарбонил- б) использованием сразу двух приставок: алкокси - и оксо-, первая показывает наличие группы RO-, вторая – фрагмента С=О; в) использованием названия дикислоты с указанием того, что она образует моноалкиловый эфир.

Приставка оксо- используется для обозначения присутствия в молекуле фрагмента С=О, входящего в состав альдегидной, кетонной или, см. выше, сложноэфирной группы, если в молекуле присутствует старшая функциональная группа. Если старшей группой является кетон, это указывается использованием суффикса –он. Когда старшей группой является альдегидная, это указывается использованием суффикса –аль. Если альдегидная группа связана непосредственно с углеродным атомом цикла, название образуют добавлением окончания –карбальдегид к названию цикла; если альдегидная группа является заместителем в цепи, название которой определяют старшие группы, ее присутствие описывается добавлением приставки формил-:

Присутствие в молекуле гидроксигруппы также может обозначаться либо суффиксом (-ол), если в молекуле нет функциональной группы с бóльшим старшинством (порядок старшинства см. выше), либо приставкой гидрокси-, если в молекуле имеется старшая группа.

Если старшей функциональной группой в молекуле является –CN, название молекулы заканчивается вторым корнем –нитрил. Если в молекуле наряду с –CN имеется группа с бóльшим старшинством, наличие группы –CN отмечается приставкой циано-.

В случае аминогрупп название –амино появляется либо в начале слова, либо в конце, в зависимости от присутствия в молекуле старших функциональных групп:

Если в молекуле присутствует атом углерода, связанный с четырьмя разными заместителями, возможны два расположения этих заместителей вокруг центрального атома углерода. Две эти формы невозможно превратить друг в друга, причем одна из них является зеркальным отражением другой.

Такой вид изомерии называют оптической изомерией или зеркальной изомерией, а изомеры – энантиомерами. Два энантиомера имеют одинаковые физические и химические свойства, отличие заключается лишь в направлении вращения плоскополяризованного света. Чтобы однозначно описать абсолютную конфигурацию асимметрического атома углерода, используют систему Кана-Ингольда-Прелога, согласно которой старшинство заместителя определяется порядковым номером атома в периодической таблице (этот подход уже обсуждался выше при определении E-/Z-стереохимии для замещенных алкенов). Молекулу располагают таким образом, чтобы младший заместибыл направлен от наблюдателя и определяют направление движения от самого старшего заместико второму по старшинству (2) и далее к менее старшему (3). Если это движение осуществляется по часовой стрелке, говорят, что такой изомер имеет R-конфигурацию (верхняя часть буквы R соответствует такому движению), а если против часовой стрелки, то S-конфигурацию (опять же это соответствует движению руки при написании верхней части буквы S).

Если вещество существует в виде единственного стереоизомера, оно вращает плоскополяризованный свет в определенном направлении, т. е. является оптически активным. Если вещество присутствует в виде смеси двух энантиомеров в отношении 1:1, такое вращение отсутствует, поскольку эффект, создаваемый молекулами одного энантиомера, погашается эффектом, создаваемым молекулами другого энантиомера. Такая смесь называется рацемической. Вещество, существующее в виде рацемической смеси, называют рацематом. Если два энантиомера присутствуют в неравных количествах, направление вращения плоскополяризованного света определяется преобладающим энантиомером, а угол, на который происходит поворот, - оптической чистотой вещества, то есть избытком одного энантиомера по сравнению с другим. Так, если в смеси присутствует 90% энантиомера А и 10% энантиомера В, энантиомерный избыток равен 80%. Если чистый энантиомер А вращает плоскополяризованный свет на + 40 º, то такая смесь будет вращать его на 0,8х40 º = 32 º.

Если в молекуле имеется два асимметрических атома углерода, возможно существование двух пар энантиомеров. Стереоизомеры, не являющиеся энантиомерами, называются диастереомерами. Например,