domingo, 10 de abril de 2016

La Química Orgánica Transparente

Aspectos básicos de Nomenclatura

La nomenclatura de compuestos orgánicos puede llegar a ser extraordinariamente compleja. En esta lección sólo se pretende dar unas nociones muy elementales de la misma. La IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) dicta las normas que se encuentran recogidas en libros especializados.    Pero en un curso de iniciación a la Química Orgánica es imprescindible que el alumno llegue a dominar las reglas elementales. Se podrán incluso admitir ciertos errores leves, siempre y cuando la proposición de un nombre conduzca de manera inequívoca a una fórmula química concreta. Como en cualquier otro idioma científico, la ambigüedad es inadmisible si se quiere tener una comunicación precisa.
   Las moléculas orgánicas constan de un esqueleto carbonado y de unas funciones, generalmente con heteroátomos, que determinan sus propiedades químicas. Lo primero que hay que saber, por tanto, es nombrar las cadenas carbonadas.
Esqueletos carbonados: cadenas principales
n
Nombre (-ano)
Fórmula
(CnH2n+2)
n
Nombre (-ano)
Fórmula (CnH2n+2)
1
metano*
CH4
10
decano
CH3(CH2)8CH3
2
etano*
CH3CH3
11
undecano
CH3(CH2)9CH3
3
propano*
CH3CH2CH3
12
dodecano
CH3(CH2)10CH3
4
butano*
CH3(CH2)2CH3
13
tridecano
CH3(CH2)11CH3
4
isobutano
(CH3)3CH
14
tetradecano
CH3(CH2)12CH3
5
pentano
CH3(CH2)3CH3
15
pentadecano
CH3(CH2)13CH3
5
isopentano
(CH3)2CHCH2CH3
20
eicosano
CH3(CH2)18CH3
5
neopentano
(CH3)4C
21
heneicosano
CH3(CH2)19CH3
6
hexano
CH3(CH2)4CH3
22
docosano
CH3(CH2)20CH3
7
heptano
CH3(CH2)5CH3
30
triacontano
CH3(CH2)28CH3
8
octano
CH3(CH2)6CH3
40
tetracontano
CH3(CH2)38CH3
9
nonano
CH3(CH2)7CH3
50pentacontano
CH3(CH2)48CH3
Reglas principales para nombrar un alcano complejo
  • La cadena más larga es la cadena principal.
  • Si hay varias cadenas más largas de la misma longitud, la principal es la que más sustituyentes tenga.
  • Numerarla de un extremo a otro, de forma que los sustituyentes queden con los números localizadores más pequeños.
  • Si se compara una serie de localizadores con otra, la más baja es la correcta. La serie más baja es la que contiene el número más bajo en el primer punto de diferencia.
  • Los sustituyentes toman el nombre del alcano correspondiente (ver tabla), sustituyendo la terminación -ano por -ilo. Existen prefijos que no hay más remedio que memorizar (iso-sec-, tert-, neo-ciclo-).
  • Si hay dos o más sustituyentes sencillos iguales, se utilizarán los prefijos di-tri-, tetra-, penta-hexa-, etc., si bien cada grupo recibe su propio número.
  • Cuando existan dos o más sustituyentes en posiciones equivalentes, se asigna el número menor al que se cite por orden alfabético en primer lugar, salvo que la numeración de la cadena ya haya sido decidida por otra regla de orden superior.
  • A los sustituyentes complejos se les nombra como derivados de la cadena carbonada más larga. La descripción del sustituyente se distingue de la que corresponde a la cadena principal encerrándola entre paréntesis.
  • Los sustituyentes se nombran por orden alfabético. Los prefijos di-tri-, tetra-,penta-hexa-, sec-, tert-, no se cuentan a la hora de establecer el orden alfabético. Los iso-neo-ciclo- en cambio sí.
  • Si hay varios sustituyentes complejos unidos a la cadena principal se nombran poniendo entre los números localizadores y el paréntesis los prefijos bis, tris, tetraquis, etc.


Grupos funcionales más importantes

Clase
Grupo funcional
Ejemplo
alcanos
ninguno
CH3-CH3
Etano
alquenos
CH3CH=CH2
Propeno
(homo)
aromáticos

Tolueno
(hetero)
aromáticos

3-Metilpiridina
alquinos
CH3-CºC-CH3
2-Butino
haluros de alquilo
-halógeno
CH3-CH2-Br
Bromuro de etilo
alcoholes
fenoles
-OH
CH3-CH2-OH Etanol
Ph-OH Fenol
éteres
-O-
CH3-CH2-O-CH2-CH3
Dietiléter
aminas primarias
-NH2
CH3-NH2
Metilamina
aminas secundarias
-NH-
(CH3)2NH
Dimetilamina
aminas terciarias
(CH3)3N
Trimetilamina
tioles
-SH
CH3-CH2-SH
Etiltiol
sulfuros
-S-
(CH3)2S
Dimetilsulfuro
boranos
(CH3)3B
Trimetilborano
organometálicos
-metal
(Li, Mg, Al, etc.)
CH3Li Metillitio
(CH3)2Mg Dimetilmagnesio
(CH3)3Al Trimetilalano
aldehídos
 Etanal
cetonas
 Propanona
iminas
 Metilimina de la propanona
ácidos carboxílicos
 Ácido acético
ésteres
Acetato de etilo
amidas
 Acetamida
haluros de acilo
anhídridos

Cloruro de acetilo            Anhídrido acético
nitrilos
-CºN
CH3CN
Acetonitrilo
nitroderivados
-NO2
CH3NO2
Nitrometano
sulfonas
-SO2-
CH3SO2CH3
Dimetilsulfona
ácidos sulfónicos
-SO2-OH
CH3CH2CH2SO2OH
Ácido propanosulfónico
    Una vez reconocidos los grupos funcionales que contiene una molécula hay que determinar cuál es la función principal, según el siguiente orden:
Orden de preferencia
1.- Ácidos (carboxílicos > sulfónicos)
2.- Derivados de ácidos (anhídridos > ésteres > haluros de acilo > amidas > nitrilos)
3.- Aldehídos > cetonas
4.- Alcoholes > fenoles > tioles
5.- Aminas
6.- Éteres > tioéteres
7.- Alquenos > alquinos
    La función principal determina:
  • el nombre del compuesto
  • la cadena carbonada principal, que debe ser la más larga posible que contenga la función principal
  • los números localizadores de los sustituyentes y funciones secundarias
Nomenclatura de los grupos funcionales más importantes
Clase
Principal (P)
Secundaria (S)
Ejemplos
alcanos
-ano
-il-
(P) metano
(S) 2-metilpropano
alquenos
-eno
-enil-
(P) eteno
(S) etenilbenceno
(homo)
aromáticos
-eno
-il-
(P) benceno
(S) feniletano
(hetero)
aromáticos
-
-il-
(P) piridina
(S) 2-piridilpiridina
alquinos
-ino
-inil-
(P) etino
(S) etinilbenceno
haluros de
alquilo
fluoruro de, cloruro de,bromuro de, ioduro de
fluor, cloro, bromo, iodo
(P)cloruro de etilo
(S) 2-cloropropano
alcoholes, fenoles
-ol
-hidroxi-
(P) etanol
(S) 4-hidroxipiridina
éteres
éter
-oxi-, -oxa-
(P) dietil éter
(S) metoxibenceno
(S)oxaciclopropano
aminas primarias
-amina
-amino-
(P) etilamina
(S) 2-aminoetanol
aminas secundarias
-amina
 
(P) dietilamina
(S) 2-dimetilaminoetanol
aminas terciarias
-amina
-alquilamino-
(P) trietilamina
(S) 2-trietilaminoetanol
tioles
-tiol
-mercaptano
-mercapto
(P) metanotiol
(P) metilmercaptano
(S) 2-mercaptoetanol
sulfuros
-sulfuro
-alquiltio-
(P) dietilsulfuro
(S) 2-metiltioetanol
aldehídos
-al
aldehído
-carbaldehído
-formil-
(P) etanal
(P) aldehído etílico
(P) ciclohexano carbal-
dehído
(S) ácido 4-formilbenzoico
cetonas
-ona
cetona
-alcanoil-
-oxo-
(P) propanona
(P) dimetilacetona
(S) ácido 2-etanoilbenzoico
(S) ácido 3-oxobutanoico
ácidos carboxílicos
ácido... -oico
-carboxi-
(P) ácido etanoico
ésteres
-ato de -ilo
-alcoxicarbonil-
(P) acetato de etilo
(S) ácido etoxicarbonilacético
amidas
-amida
-carbamoil-
(P) etanamida
(S) ácido 3-carbamoilben-
cenosulfónico
haluros de acilo
haluro de -oílo
-haloformil-
(P) cloruro de bezoílo
(S) ácido 4-haloformilciclohexanosulfónico
nitrilo
-nitrilo
-ciano-
(P) etanonitrilo
(S) 2-cianociclohexanol
nitroderivados
 
-nitro-
(S) 2-nitroetanol
sulfonas
-sulfona
-sulfonil-
(P) dimetilsulfona
(S) ácido metilsulfoniletanoico
ácidos sulfónicos
ácido... -sulfónico
 
(P) ácido metanosulfónico









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