Transcripción alternativa:

12 - CH3 Pentadecano CH3-(CH2) 13- CH3 CH3 - (CH2) 18 - CH3 CH3-(CH2)3-CH₂- CH3(CH2)4- CH₂ - CH3 (CH₂)5 - CH₂ - CH3-(CH₂)6-CH₂- CH3(CH₂)7 - CH₂ - CH3 - (CH2)8 - CH₂ - CH3-(CH₂)9-CH₂- CH3 (CH₂) 10- CH₂ - CH3 (CH₂) 11 - CH₂ - CH3(CH₂) 12- CH₂ - CH3-(CH2) 13 - CH₂ - CH3 (CH2) 18 - CH2 - Octil(o) Nonil(o) Decil(o) Undecil(o) Dodecil(o) Tridecil(o) Tetradecil(o) Pentadecil(o) Icosil(o) Icosano El nombre del radical termina en o (ej. metilo) pero cuando se une a una cadena no se usa la o (ej. metil) Representa en formula simplificada al decano En la cuarta columna se representan los radicales (que también llamaremos sustituyentes), que son moléculas en las que un carbono ha perdido un hidrógeno, es decir, le falta entonces un enlace por completar, con el cual se unirá a una cadena (en la que también el carbono al que se une le falta un hidrógeno) formando así los alcanos ramificados. En la última columna se nombran los radicales (cambian la terminación ano por ilo), donde la "o" entre paréntesis indica que el nombre del radical termina en ilo, pero cuando se nombra como sustituyente unido a una cadena es il (sin la o), como veremos a continuación. 10 NGETREE 11 12 13 14 15 20 Nombre H Metano Etano Propano Butano Pentano Hexano Heptano Octano COOH | COH CH3 Fórmula CH4 CH3 - CH3 CH3 - CH2 - CH3 CH3-(CH₂)2 - CH3 Radical CH3- CH3 - CH2 - CH3CH2 - CH₂ - CH3-(CH₂)2 - CH₂ - 2 ALCANOS RAMIFICADOS Resultan de acoplar otras cadenas carbonadas a la cadena de un alcano lineal considerado principal. Para nombrarlos hay que determinar en primer lugar cual es la cadena principal, a la cual están unidas las ramas, es decir los radicales o sustituyentes, y en segundo lugar numerar los carbonos de esa cadena para localizar a esos sustituyentes. - Cadena principal. Será aquella que: 1º Contenga más carbonos seguidos. 2º En caso de haber dos o más cadenas de igual longitud, se elige la que posea mayor número de sustituyentes. Ejemplo 2 CH₂CH Ejemplo 3 CH3-CH- CH3 CH₂ CH3 En el ejemplo anterior la cadena principal tiene 9 carbonos; empezamos por la izquierda y en el quinto carbono continuamos por arriba ya que nos da otros cuatro carbonos en lugar de tres si seguimos en línea. El siguiente ejemplo (fórmula simplificada) tiene 11 carbonos en la cadena principal (marcada en negrilla). CH,`CH,CH, CH3 -CH₂-CH₂ CH3 - CH - CH₂=CH₂ - CH₂ CH3 -CH=CH-CH- | CH₂-CH₂-CH₂ Ejemplo 1 Ejemplo 1 será: 4-etil-2-metil-5-propilnonano Ejemplo 2: 3,7-dietil-4-metilundecano Ejemplo 3: 3,5-dimetiloctano En éste caso la cadena principal tiene 8 carbonos. - Numeración de la cadena. Para ello se empieza por el extremo que asigne los números más bajos a: 1º A los sustituyentes. 2º En caso de haber varias combinaciones iguales, se escoge aquella que asigne menor número al sustituyente que primero se nombre (por orden alfabético). En el primer ejemplo, para que la numeración sea la más baja la cadena se enumera por la izquierda (245 en lugar de 568 por la derecha), en el segundo por la derecha (347 en lugar de 478) y en el tercero por la derecha (35 en lugar de 46). En definitiva, es empezar por el extremo que tenga más cerca una ramificación y en caso de igualdad por la segunda más cercana, etc. El nombre del hidrocarburo se forma con los nombres de los radicales (sustituyentes) por orden alfabético y precedidos del número localizador, añadiendo al final (sin separación) el nombre de la cadena principal. Si hay varios sustituyentes iguales se nombran con prefijos di-, tri-, tetra-, etc pero estos prefijos no intervienen en el orden alfabético. Observa que todo va separado por guiones excepto cuando hay dos o más números seguidos que se separan con comas. El nombre de la cadena principal se une directamente al último radical. Si hay un radical repetido en el mismo carbono hay que indicar el número aunque esté repetido, por ejemplo: 3,3- dimetilpentano 3 Para escribir la fórmula partiendo del nombre se empieza escribiendo la cadena principal (lógicamente la pondremos en línea recta) poniendo sólo los carbonos. Numeramos de izquierda a derecha y colocamos los radicales en su lugar correspondiente. Finalizamos colocando los hidrógenos que faltan a los carbonos. Este es el método general para todas las sustancias que veremos en estos apuntes. Prácticamente todos los ejemplos serán formulas para nombrarlas, ya que, dado el nombre correcto, escribir la fórmula resulta más sencillo que dar el nombre partiendo de la fórmula. En cualquier caso, en la ampliación con ejercicios al final de los apuntes hay ejemplos, mitad de fórmula → nombre y mitad nombre → fórmula. ALQUENOS Y ALQUINOS LINEALES Son aquellos que tienen al menos un doble enlace (alquenos) o al menos un triple enlace (alquinos). Su nombre deriva del alcano correspondiente pero cambiando la terminación ano por eno o ino respectivamente y precedida ésta terminación por el número localizador (que ha de ser el más pequeño posible). En caso de haber más de un doble, o triple, enlace, la terminación será dieno, diino, trieno, triino, etc, según corresponda: CH3-CH2-CH2-CH=CH-CH3 CH₂=CH-CH₂-CH=CH-CH3 Pent-2-eno hex-2-eno hexa-1,4-dieno CH3-CH₂-CE C-CH3 pent-2-ino CHE C-CE C-CH3 penta-1,3-dieno penta -1,3-diino Observa que se dice hexa y no hex o penta y no pent cuando luego viene una consonante (la de di o tri ...) CHE C-CH3 propino, no se indica la posición del triple enlace porque no existe otra posibilidad ya que CH3-C = CH es la misma molécula girada. Lo mismo ocurre con butadiino CHEC-CECH, no hay que indicar números puesto que sólo hay una posibilidad (no puede haber dos enlaces triples seguidos). ALQUENINOS (ENINOS) LINEALES Son aquellos que contienen dobles y triples enlaces simultáneamente. En este caso la numeración será aquella que: 1º Asigne los números menores al conjunto de los dobles y triples enlaces. 2º En caso de igualdad numérica será la que asigne los números más bajos a los dobles enlaces. Para nombrarlos va primero la terminación eno y luego la ino y siguiendo las reglas ya conocidas. CHE C-CH₂-CH=CH-CH3 hex-4-en-1-ino CH = C- CH₂-CH=CH-CH=CH-C=CH nona-3,5-dieno-1,8-diino Observa que en el primer caso se dice en y no eno porque luego viene otra vocal (la de ino) y en el segundo se dice nona y no non porque sigue una consonante (la de di). CH3CH2-CH₂-CH=CH-CH=CH-CECH nona-3,5-dien-1-ino CH = C- CH₂-C EC-CH₂-CH=CH₂ oct-1-eno-4,7-diino La numeración en este caso se basa en el punto 2º, que dice: En caso de igualdad numérica será la que asigne los números más bajos a los dobles enlaces 4 ALQUENOS, ALQUINOS Y ALQUENINOS RAMIFICADOS. Para nombrarlos debemos seguir las mismas reglas que hasta ahora hemos visto, pero al ampliarse los posibles casos también se amplían las situaciones. Veamos entonces cuales son las elecciones para la cadena principal y la numeración de esta cadena. Cadena principal: 1) La que contiene el mayor número de dobles y triples enlaces en conjunto. 2) La de mayor número de átomos de carbono. 3) La de máximo número de dobles enlaces. 4) La de mayor número de triples. Numeración: 1) La que asigne números menores a los dobles y triples enlaces en conjunto. 2) La que asigne los números menores a los dobles enlaces. 3) La que asigne los números menores a los sustituyentes. 4) La que asigne el número menor al primer sustituyente que se nombre. CH2-CH3 I CH₂=C-CH2-CH₂-CH-CH=CH2 1 CH₂-CH₂-CH2-CH3 que 1 CH3 -CH2-CH2 - CH - CH₂ -CH=C=CH - C = CH ₂ 1 C = CH 5-butil-2-etilhepta-1,6-dieno Ciclobutano CH2-CH2-CH2-CH3 Cicloocta-1,3-dieno 2-butil-7-propilnona-1,3,4-trien-8-ino 3-butil-5-metil-7-propilnona-1,8-dieno Observa como en este ejemplo la numeración según los casos 1) y 2) son iguales, por tanto pasamos a los sustituyentes, que sigue siendo igual (3,5,7), la diferencia la obtenemos en el caso 4) (menor número para el sustituyente que primero se nombre). 7-(1-metilbut-3-inil)-3-propilundeca-1,8-dieno SOLO A NIVEL INFORMATIVO Cadena principal caso 3) La de máximo número de dobles enlaces (casos 1 y 2 son iguales). El primer sustituyente a nombrar es un "but", pero en este caso no es butil sino butinil, por tener triple enlace, y se enumera partiendo de la cadena principal. El paréntesis después del 7 localizador es para indicar que dentro hay otra localización, ya sea por enlace = ó o por contener otra rama. LOS CASOS DE RAMAS CON RAMAS O CON ENLACES = 6 = NO ENTRAN EN EXÁMENES HIDROCARBUROS CÍCLICOS Los hidrocarburos cíclicos (cerrados o en anillo) siguen las mismas reglas que hasta ahora hemos estudiado pero añadiendo el prefijo ciclo. Ciclopentano Ciclohexeno CH3 metilciclopentano En los casos del ciclohexeno y metilciclopentano no se pone nº localizador puesto que siempre será el 1. 5 CH3-CH₂ - El benceno como radical CH3 CH3 -CH₂-CH3 3-etilciclohexeno BENCENO Y DERIVADOS AROMÁTICOS Los hidrocarburos aromáticos (tambien llamados arenos) son una serie de hidrocarburos cíclicos con dobles enlaces que cumplen con la regla de Hückel (que no vamos a estudiar) y cuyo primer representante es el benceno. El benceno (ciclohexa-1,3,5-trieno) tiene tres dobles enlaces deslocalizados en su anillo, por ello no se le representa con los dobles enlaces sino con un círculo interior que representa a esos tres enlaces: confundir con el radical bencilo que es CH3 CH3 CH3 - CH3 - CH3 CH₂ - CH3 CH3-CH2 La numeración se basa en los apartados 1) y 4) ya que - CH3 3-etil-6-metilciclohexa-1,4-dieno la opción 1) de los dobles enlaces tiene dos posibilidades que se resuelve con el apartado 4) que prioriza al sustituyente por orden alfabético. CH₂ - CH3 5- etilciclohexa-1,3-dieno Benceno (C6H6) - CH3 1,2-dimetilbenceno o-dimetilbenceno → 2-metiltolueno → o-xileno - CH3 metilbenceno -CH₂ - CH₂ - CH3 Números menores a los dobles enlaces. (Llamado más frecuentemente tolueno) o bien C6H5- se llama fenilo (fenil al formar parte de una cadena) y no se debe - CH₂ (es decir, el radical del tolueno) El término xileno es otro nombre propio muy utilizado. La "o" es de "orto" y significa en este caso que los radicales están en carbonos contiguos. Veamos a continuación los casos "meta" y "para" 1,3-dimetilbencenom-dimetilbenceno → 3-metiltolueno → m-xileno La "m" es de "meta" y significa que los radicales están en carbonos alternos. 1,4-dimetilbenceno → p-dimetilbenceno 4-metiltolueno → p-xileno La "p" es de "para" y significa en este caso que los radicales están en carbonos extremos. La combinación 1,5 no es correcta, equivale a la 1,3. 1-etil-4-metilbencenop- etilmetilbenceno →→ 4-etiltolueno Observa que en el primer nombre el etil lleva el 1 por ser el primero que se nombra, pero en 4-etiltolueno es el 4 puesto que el 1 es para el metil al usar el nombre propio de tolueno que lleva incluido el radical metilo. 4-etil-1-metil-2-propilbenceno 4-etil-2-propiltolueno Con tres o más sustituyentes se usa únicamente la numeración (no hay orto, meta ... o bien 6 Otros hidrocarburos aromáticos representativos son el naftaleno (es la naftalina que se emplea para ahuyentar las polillas en los roperos), antraceno y fenantreno. A continuación se representan los tres. En los dos primeros se visualizan los dobles enlaces, el tercero se ha representado con los círculos (es indistinto como se represente, pero hay que tener cuidado si se emplean los círculos, ya que no se ve de forma inmediata los carbonos que tienen los cuatro enlaces ocupados). 8 1 7 6 5 Naftaleno 4 2 10 Antraceno Observa que la numeración es fija y que en estos tres casos las posiciones 1, 4, 5 y 8, las 2, 3, 6 y 7 y las 9 y 10 de cada caso son equivalentes, por ello se les llaman posiciones alfa (a) (1, 4, 5 y 8), beta (B) (2, 3, 6 y 7) y gamma (v) (9 y 10). No es el 3-metilnaftaleno, es el 2-metilnaftaleno o ß-metilnaftaleno CH3 Esta molécula es la misma si la giramos dando la vuelta hacia arriba, con lo cual le corresponde el número menor 2, en cualquier caso posición B. Las posiciones (a), beta (B) y gamma (y) son sólo con un sustituyente, en caso de dos o más sustituyentes hay que indicar su posición con números. 10 HIDROCARBUROS RAMIFICADOS CON PRESENCIA DE CICLOS. Por norma general siguen las mismas reglas hasta ahora vistas, teniendo en cuenta que el prefijo "ciclo" si interviene en el orden alfabético (recuerda que di, tri, tetra, etc. no intervienen). CH2-CH2-CH2-CH3 CH3 - CH₂ - CH-CH₂ - CH₂ -CH₂ - CH - CH₂ - CH-CH=CH-CH=CH₂ I C = CH CH3 - CH2 - CH₂ - CH-CH3 Fenantreno 5-butil-7- ciclohexil-11-etiltrideca-1,3-dien-12-ino Pero hay situaciones particulares, muy frecuentes por cierto, en las que la elección de la cadena principal no cumple con las reglas que conocemos. La elección de la cadena principal, en los casos que ahora vamos a ver, es aquella que da lugar a la nomenclatura más sencilla, sin entrar en detalles de cuando es o no es correcto, simplemente la elegimos por la facilidad al nombrar. CHE C-CH-CH₂ - CH3 3-fenilpent-1-ino Observa que la cadena principal no es la que tiene ni más enlaces dobles o triples ni más carbonos. La elección de la cadena principal ha sido por sencillez. "Intenta nombrarla con las normas que usamos normalmente". CH₂-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3 En este caso es indistinto decir 1-ciclohexilhexano que hexilciclohexano En este caso lo más fácil es nombrarlo como 2-ciclohexilpentano 7 SUSTITUYENTES HALÓGENOS Y NITRO (-NO₂) Cuando un halógeno (F, CI, Br, I) o el grupo nitro (-NO₂) entran a formar parte de la cadena se les considera como un sustituyente normal, es decir como un metil, etil, etc, e intervienen en el nombre como ellos según el orden alfabético. O₂N- F But CH3 NO₂ NO₂ NO₂ NOMBRE ALCOHOL CETONA GRUPOS FUNCIONALES OXIGENADOS Veamos en primer lugar y de forma conjunta los alcoholes, cetonas, aldehídos y ácidos. Posteriormente de forma independiente veremos los ésteres y éteres. ÁCIDO (ácido carboxílico) 2,4,6-trinitrotolueno (Es el explosivo conocido como TNT) Observa que el grupo NO₂ de la izquierda está puesto como O₂N. La razón es que es el N el que está unido al carbono del benceno, sin embargo es frecuente poner NO2. Esto ocurrirá igualmente con otras combinaciones de sustituyentes. 3-butil-5-fluoro-6-metil-4-nitronon-1-eno O Fíjate en dos detalles. Primero, en lugar de la fórmula simplificada hemos usado una supersimplificada, poniendo en algún sustituyente las iniciales del radical (es una forma también usual). El segundo detalle es que se dice "fluoro" y no fluor, (por mimetismo con cloro, bromo y yodo). GRUPO FUNCIONAL ALDEHIDO R-C II R-C-R R-C O H O OH R-OH o bien R-CO-R' o bien R-CHO o bien R-COOH TERMINACIÓN ol ona al Acido.....oico POSICIÓN Cualquier carbono Carbono no extremo Carbono extremo Carbono extremo La terminación de los alcoholes y las cetonas deben ir precedidas de los números localizadores, y estos deben ser los más bajos posibles. Con la aparición de los grupos funcionales oxigenados (y posteriormente los nitrogenados) hemos de incluir una nueva norma para determinar la cadena principal y su posterior numeración. Esta norma es: agregar en primer lugar la preferencia del grupo funcional a las normas ya establecidas y estudiadas para los alquenos, alquinos y alqueninos ramificados, para numerar la cadena principal. CH3– CH2 – CO – CO – CH3 pentano-2,3-diona CH3CH2CH₂OH propan-1-ol CH3CO - CH₂ - CH=CH-CH3 hex-4-en-2-ona CH3 – C = C– CH2 – CHO pent-3-inal Observa la preferencia de los grupos funcionales sobre los dobles o triples enlaces 8 CHO – CHBr – CH2- CH2 – CH = CH – CHO 6-bromohept-2-enodial ciclobut-2-enona CH, = CH –CH=CH- CHOH-CH2 OH En este caso el grupo cetona no lleva localizador puesto que es principal y en un ciclo siempre será el número uno. - OH fenol (se usa muy poco el término bencenol) CH3CH2-CH=CH-COOH ácido pent-2-enoico hexa-3,5-dieno-1,2-diol R-C CH3 - CH₂ - CH₂-COO-K butanoato de potasio O-R' CH3-CH₂OH etanol CH3-CO-CH3 propanona El etanol es el alcohol corriente y el que se encuentra en las bebidas alcohólicas. El alcohol de farmacia es el etanol pero está desnaturalizado (con sustancias sumamente amargas) para evitar su consumo en bebidas alcohólicas. La propanona es lo que conocemos como acetona (quitaesmaltes). El ácido etanoico es el ácido que contiene el vinagre (≈ 5%) y se le llama comúnmente ácido acético (de acetum que es vinagre en latín). El ácido metanoico se llama comúnmente ácido fórmico y es el que inyectan las hormigas al morder (hormiga en latín es formica) y también el que produce el picor de las ortigas. Los ácidos orgánicos dan lugar también a sales cuando el hidrógeno del -OH es sustituido por metal: (CH3 - COO)2 - Cu etanoato de cobre(II) Semidesarrollada R-COO-R' - ÉSTERES Se pueden considerar como derivados de los ácidos en los que el H del grupo OH es sustituido por un radical R' (el proceso real en la formación de los ésteres no se corresponde con esta definición). Simplificada. Observar bien en número de carbonos en los siguientes ejemplos: 00-R (cinco carbonos) pent-2-enoato de R(ilo) El C del COO está incluido en el último vértice. COO-R (cinco carbonos) pent-2-enoato de R(ilo) El C del COO es el del último vértice pero está escrito para verlo como COO. COO-R (seis carbonos) hex-3-enoato de R(ilo) El C del COO está con un nuevo enlace del C del último vértice, ya es otro C. - CH, –CHO feniletanal -CH₂-CH₂- CHO 3-fenilpropanal CH₂=CH-CH-CH₂-COOH ácido 3-butilpent-4-enoico I CH3 - CH2 - CH2 - CH3 CH3-COOH ácido etanoico HCOOH ácido metanoico En los ésteres la numeración es fija. Hay dos "1", el primero es el del -COO- y continúa hacia la izquierda y el segundo es el del primer carbono del radical "....ilo" y continúa hacia la derecha. Al nombrarlos se elimina la palabra ácido y se cambia la terminación ico por ato y a continuación de .....ilo: CH3-CH₂-COO - CH₂ - CH3 propanoato de etilo CH3-CH2-CH2-COO - CH3 butanoato de metilo Observa la correspondencia de lo subrayado y color en fórmula con lo subrayado y color en el nombre La terminación "ilo" cambia a "enilo" o "inilo" si hay doble o triple enlace, precedida de su número localizador. 3 CH3-CH₂-COO - CH₂ - CH₂ - CH = CH₂ propanoato de but-3-enilo 2 4 1 1 2 3 CHEC- CH₂ - COO - CH₂ - C = CH 4 3 1 2 3 but-3-inoato de prop-2-inilo 1 CH3-CH2-CH-COO - CH₂ - CH3 CH3 2-metilbutanoato de etilo La mayoría de los ésteres tienen un aroma característico, lo que hace que se utilicen frecuentemente como sabores y fragancias artificiales, aunque el término artificial no es del todo correcto, ya que por ejemplo, no es que el etanoato de octilo huela a naranja, sino que el olor característico de la naranja es porque contiene etanoato de 9 octilo y la piña huele a piña por el butanoato de etilo, la frambuesa al octanoato de heptilo, el plátano al etanoato de pentilo, el jazmín al etanoato de bencilo, etc. Sin embargo, el aroma natural lleva otros ésteres (y otras sustancias) en proporciones menores que en conjunto dan lugar a la fragancia natural. También los ácidos suelen tener un olor característico: el olor del vinagre se debe al ácido acético (etanoico); el de la mantequilla rancia al ácido butírico (butanoico), el ácido caproico (hexanoico) se encuentra en el pelo y secreciones del ganado caprino. - ÉTERES Tienen la estructura general R-O-R'. Se pueden nombrar por dos sistemas de nomenclatura. El primer caso es por sustitución, según la cual se consideran derivados del grupo R- más complejo como (principal) y al resto R-O- como sustituyente con la terminación oxi (o loxi como veremos enseguida): (1) CH3O-CH₂ - CH3 metoxietano (2) CH3 - (CH₂)3 - CH₂ - O - CH₂ - CH3 etoxipentano (3) CH3 – CH2 - CH2 - O- propoxibenceno (4) CH3 – (CH2)6–0 - (5) Los nombres usados para R- O- terminan en loxi salvo en, metoxi, etoxi, propoxi butoxi y fenoxi (y otros fuera de nuestro rango de estudio), el resto termina en loxi, pentiloxi, hexiloxi, heptiloxi, etc. (7) CH3-(CH₂)5-O-(CH2)6-CH3 hexiloxiheptano ciclobutoxibenceno (6) La segunda nomenclatura es por grupo funcional. Los nombres se forman citando los radicales por orden alfabético y finalizando con la palabra éter (todos separados y sin guiones). De esta forma los ejemplos anteriores se llamarán: NITRILOS. fenoxiheptano (1) etil metil éter (2) etil pentil éter (3) fenil propil éter (4) fenil heptil éter (5) ciclobutil fenil éter (6) al tener dos radicales iguales será difenil éter y (7) heptil hexil éter. TAMBIÉN SE ADMITE EL NOMBRE CON TODO PEGADO: (1) etilmetiléter (2) etilpentiléter (3) fenilpropiléter fenoxibenceno La nomenclatura de los éteres se puede complicar mucho, teniendo que usarse términos específicos como "oxa" o "epoxi", pero en bachillerato (1º y 2º) solo usaremos éteres muy simples. GRUPOS FUNCIONALES CON NITRÓGENO NO₂ Tienen como grupo funcional R-CEN (o R-CN). Se nombran añadiendo el sufijo nitrilo al nombre del hidrocarburo con igual número de carbonos: CH3 - CH₂ - CEN Prop But H-CN metanonitrilo propanonitrilo CH3 - CH2 -CH=CH-CH₂-CH₂-CN hept-4-enonitrilo Observa dos cosas fundamentales. La primera, para el nombre hay que contar con el C del -CN. La segunda, el carbono "1" es el del -CN. CN 3-butil-6- nitro -5-propilnon-8-enonitrilo NC-CH₂-CN propanodinitrilo Conocido como ácido cianhídrico. Da lugar a las sales cianuros, de enorme toxicidad. También existe una nomenclatura derivada del ácido cianhídrico: R-CN cianuro de R....ilo. Ejemplos: CH3-CH2-CN cianuro de etilo CH3-CH2 - CH2 - CH2 - CN cianuro de butilo 10 -AMIDAS. Tienen como grupo funcional R - C o R-CONH₂. Pueden considerarse como derivados de los ácidos carboxílicos NH₂ en los que se ha sustituido el grupo -OH por -NH2, -NHR o-NRR', con lo que resultan, respectivamente, las llamadas amidas primarias, secundarias o terciarias. Las amidas primarias se nombran sustituyendo la terminación óico del ácido del que provienen, por el sufijo amida. En las amidas secundarias y terciarias se antepone al nombre anterior el de los radicales unidos al nitrógeno, precedidos de la letra N (para indicar que están unidos al nitrógeno). Ejemplos: CH3-CH2-CONH₂ propanamida CH3 – CH2 –CH=CH– CH2 –CH2 – CONH, hept-4-enamida H₂NOC- CH₂ - CH₂-CONH2 butanodiamida =0 CH3 – CH2 –CONH- CH3 N-metilpropanamida AMINAS. CH3CH2-CON-CH3 N-butil-N-metilpropanamida 'CH, - CH2 - CHz – CH3 Observa que el grupo amida de la izquierda está escrito H₂NOC-, de forma especular con el de la derecha, pero se puede poner CONH2-. CH3 -CONH - CH3 - CH2 - CH2-CH-CH3 pentan-2-amina NH₂ Son compuestos que pueden considerarse derivados del amoníaco, en donde la sustitución de los hidrógenos por radicales da lugar a las aminas primarias, secundarias y terciarias que a continuación se representan: R" R-N-R H-CON- CH3 CH3 CH3-NH₂ metanamina CH3 - CH2 - CH2 - NH2 propanamina o bien metilamina propilamina R-NH₂ Las aminas primarias se nombran de dos formas. La primera considera a R como un hidrocarburo (sin la o final) y se le añade el sufijo amina. La segunda considera a R como radical y se le añade el sufijo amina (sin la o final): R-NH-R CH3–CH2 CH2–CH2 -NH–CH2–CH3 N-feniletanamida (amidas secundarias N,N-dimetilmetanamida CH₂CH₂-CH3 CH3-N - CH2 - CH3 ON Observa que la forma de nombrar estos casos es igual que la de los alcoholes, pero cambiando "ol" por "amina" -NH₂ ciclohexanamina ciclohexilamina NH₂ CH3-CH2 CH2-CH-CH2-CH3 o bien CH3-CH2 CH2-CHNH2 - CH2-CH3 hexan -3- amina Las aminas secundarias y terciarias también tienen dos formas de nombrarse. La más sencilla es nombrar los radicales por orden alfabético y pegados y finalizar con el sufijo amina: N-etilbutanamina CH3-NH-CH2-CH3 etilmetilamina etilmetilpropilamina La otra forma de nombrarlos (más frecuente) es como derivadas de una amina primaria (que será la que tenga el R mayor o principal). Los otros radicales que hacen de sustituyentes (secundario y terciario) se nombran por orden alfabético y precedidos de la letra N para indicar que el radical está unido al nitrógeno: CH₂ - CH₂ -CH3 CH3-N - CH2 - CH3 N-etil-N-metilpropilamina La nomenclatura de las aminas se puede complicar con la amina dentro de un ciclo o con varias aminas en una cadena principal (término "aza"), pero en estos cursos (1º y 2º) solo usaremos aminas simples. Hay aminas con nombres propios como la putrescina (Butano-1,4-diamina) con olor a putrefacción, la cadaverina (Pentano-1,5-diamina) con el olor que desprenden los cadáveres, la trimetilamina (sin nombre propio) que huele a pescado y otras muy conocidas como: adrenalina, dopamina, serotonina, anfetamina... 11 EJERCICIOS RESUELTOS (1º BACHILLERATO) (Válido como repaso en 2º) 1) CH3 - CH2 - CH₂OH 2) CH3 – CO – CH2 - CH= CH – CH3 3) CH3–CHz – CO – CO – CH3 4) CH3 – CH= CH–CH2 – CHO 5) CHO – CHBr – CH=CH – CH2 – CH2 – CHO 6) 7) CH3 – CH=CH – COO-CH2- CH2- C=C- CH3 8) CH=C-CH₂-CHOH-CH₂ OH 9) CH3-CH₂-CH₂-O-CH3 10) CH3-CH2-CH₂-CN 11) 43) 12) CH2=CH-CH2-CO-NH2 13) CH3-CH2-CH2-NH-CH2CH3 14) CH2 =C-CH2-CH2-CH-CO-CH3 CH2–CH2–CH2–CH3 15) 2-clorociclohexanona 16) 3-butinoato de sodio 17) 3-fenilpropanal 18) 2,5-dimetilhept-2-enodial 19) 2,3-dimetilpentano-2,3-diol 20) pent-2-en-4-in-1-ol 23) 1,3-difenilpropenona 24) 5- etilhex-5-eno-2,4-diona 25) Ácido 4-etilpent-2-enodioico 26) Propenoato de etilo 27) N,N-dimetilpropanamina 28) metilfenilamina 29) 2-metilpropanamida 30) Butenodinitrilo CH2 =CH-CH-CH = CH-CO-CH3 21) ciclopent-2-enol 22) 7-etilocta-2,5-dienodial CH₂-CH2- CH3 31) 3-fluorobutanoato de fenilo 32) ciclohexil etil éter 33) but-3-inamida 34) propoxibutano 35) 3-etilfenol 36) 2-nitropentanonitrilo 37) CHO-C=C-CHO 38) C6H5-CH2-CH2-COOH 39) 40) CH3-C(OH)2 - CH₂ - CH₂ - CH₂ - CH3 41) CN-CH₂-CH₂-CH=CH-CN 42) CH3-CH₂-CH-CH-CH3 I I NH2 NH2 CH₂=CH-CH-CH=CH-CH-CH3 2=CH-CH-CH= CH2-CH2-CH2-CH3 CH3 CH2-CH3 NH₂ 45) CH3 -CH₂-C(NH₂)2 - CH3 es equivalente a CH3 -CH₂- 12-C- CH₂ 44) metanoato de metilo CH₂ - CH3 CH2-CH2-CH3 NH₂| OH 12 1) Propan-1-ol 2) Hex-4-en-2-ona 3) pentano-2,3-diona 4) pent-3-enal 5) 2-bromohept-3-enodial 6) ciclobut-2-enol 7) but-2-enoato de pent-3-inilo 8) pent-4-ino-1,2-diol 9) metil propil éter (metoxipropano) 10) butanonitrilo 11) 1-etil-3-metilbenceno (m-etilmetilbenceno) (también 3-etiltolueno) 12) but-3-enamida 13) (etil) (propil)amina (N-etilpropanamina o N-etilpropilamina) 14) 15) 3-etil-6-propilhept-6-en-2-ona 18) CHO-C=CH-CH2-CH-CH2-CHO I | CH3 CI 28) =O 16) CH=C-CH2-COONa 17) 20) CH₂OH-CH=CH-C=CH_21) CH3 23) O -CO -CH=CH< O O CH₂-CH3 25) COOH-CH-CH=CH-COOH 31) CH3-CHF-CH₂-COO- OH 19) CH3 -COH-COH-CH2-CH3 I I CH3 CH3 SOLUCIONES -NH-CH3 29) CH3-CH-CONH2 24) CH3-CO-CH2-CO-C=CH2 CH3 32) 34) CH3-CH2 CH₂-O- CH₂-CH₂- CH2-CH3 35) O 22) CHO-CH-CH=CH-CH2 -CH=CH-CHO CHO-CH-CH=CH-CH2 CH₂- CH3 CH3 1 26) CH2=CH-COO-CH2-CH3 27) CH3-N-CH2-CH2-CH3 O -CH2-CH2-CHO CH2-CH3 - OH 30) NC-CH=CH-CN O – CHz –CH3 33) CH = C-CH₂-CONH2 36) CH3-CH2-CH2-CH-CN NO₂ -CH2-CH3 37) butinodial 38) ácido 3-fenilpropanoico 39) 5-butilhep-3,6-dien-2-ona 40) hexano-2,2-diol 41) Hex-2-enodinitrilo 42) Pentano-2,3-diamina 43) 3-butil- 6-metilnona-1,4-dieno 44) HCOO-CH3 45) butano-2,2-diamina AQUÍ FINALIZAN LOS APUNTES PARA 1º DE BACHILLERATO. EL RESTO CORRESPONDE A AMPLIACIÓN PARA 2º BACHILLERATO 13 Existen algunas estructuras de hidrocarburos y radicales con nombres comunes admitidos por la IUPAC, que no se corresponden con las normas usuales de nomenclatura, pero sí un uso algo frecuente. Entre ellos los siguientes: PARA HIDROCARBUROS: a) Se usa el prefijo "n" (normal) si la cadena no tiene ramificaciones. CH3CH2CH2CH3 n-butano AMPLIACIÓN SOBRE TÉRMINOS USUALES EN HIDROCARBUROS (no se emplearan en los exámenes de formulación) b) Se usa el prefijo "iso" si la cadena es ramificada de la forma : CH3 CH3 CH3-CH(CH3)x - CH3 Observa que el segundo carbono (o penúltimo según lo mires) tiene una rama metil. aga CH3 CH3C-CH3 CH3 CH3-CH-CH3 isobutano CH3-CH-CH2 - CH2 - CH3 isohexano c) Se usa el prefijo "neo" si la cadena es de la forma: CH₂ -CH-C-CH₂ CH, PARA RADICALES: CH3 CH3 CH3C-CH₂ CH3 CH3 CH3CH2CH2 CH2CH2CH3 n-hexano CH3 CH3CH isopropil CH3 CH3 CH2- CH 3 neopentilo Podemos observar que en formulación simplificada los iso tendrán forma de Yo ---- y los neo forma de cruz +--. - Según los nombres utilizados en los apartados anteriores: siendo x=0,1,2,3...... CH3 CH3CHCH₂ isobutil CH3 CH3CH2CH₂ CH3 neohexilo Observa que el segundo carbono (o penúltimo según lo mires) tiene dos ramas metil. Neopentano y nehexano respectivamente CH3 CH3CHCH₂CH2 isopentilo CH3 CH3C(CH2 10 CH₂ CH3 neopentadecilo CH3 CH3CHCH2CH2CH₂CH2 isoheptilo CH3 CH3CH2CH2CH2CH₂ CH3 neooctilo 14 - Según el carbono por el cual se unen a la cadena principal Usaremos el prefijo "sec-" o "terc-" cuando el el radical se une a la cadena mediante un carbono secundario o terciario (carbonos que en su cadena están unidos a dos o tres carbonos respectivamente). OTROS CASOS CH3CHCH2CH3 sec-butil NOTA IMPORTANTE PARA LA NOMENCLATURA Los prefijos iso y neo no se separan del resto del nombre por medio de un guión (ya que forman parte del nombre al igual que el prefijo ciclo), mientras que los prefijos sec y terc se separan por medio de un guión y por tanto estos no intervienen para el orden alfabético. Radicales con dobles enlaces: El radical etenilo se suele llamar vinilo: CH₂=CH- etenilo (vinilo) Y al 2-propenilo se le llama alilo: CH₂=CH-CH₂- ideno. Ampliación sobre radicales con doble enlace CH3 CH3C- CH 3 terc-butil CH3 CH3CH₂C-- CH 3 terc-pentilo Los radicales bivalentes, es decir aquellos que se unen con un doble enlace a la cadena principal usan la terminación - CH3 CH3 -CH= Ej: propilidenociclohexano Por sencillez, como ya hemos visto, en este caso la cadena principal es el anillo. Existen muchos más hidrocarburos con nombres comunes, unos menos frecuentes y otros muy frecuentes como acetileno (por etino) o los ya estudiados de benceno, tolueno, etc. Lo mismo ocurre con moléculas con grupos funcionales oxigenados o nitrogenados que en su momento iremos indicando cuando su nombre común sea de uso muy extendido, e incluso más usual que el nombre IUPAC). 15 COMPUESTOS HETEROFUNCIONALES Cuando un compuesto lleva más de un grupo funcional distinto hay que determinar en primer lugar cual es el grupo funcional principal, es decir el que determinará la cadena principal, el resto de grupos funcionales actuarán como simples sustituyentes por lo que al formar el nombre entrarán por orden alfabético, tal y como hemos visto hasta ahora, pero no usando su sufijo (ol, ona, al, amino, etc) sino un prefijo que se indica en la siguiente tabla, que está ordenada por orden de preferencia de los grupos funcionales según las normas de la IUPAC. La tabla que se presenta no es completa, está resumida según los grupos estudiados y para el nivel que nos interesa en bachillerato. GRUPO FUNCIONAL Ácidos carboxílicos Ésteres Amidas Nitrilos Aldehidos Cetonas Alcoholes Aminas Éteres FÓRMULA R-COOH R-COO-R R – CO-NH2 R-CN R-CHO OHC-CH2 –CH2 -CH -CHO CHO R-CO-R R-OH SUFIJO (como principal) PREFIJO (como secundario) Ácido ....oico carboxi Ácido ...carboxílico* ......oato de alquilo .....carboxilato de alquilo * .....amida .....carboxamida .....nitrilo .....carbonitrilo * .....al .....carbaldehido * R-NH₂ R-O-R (*) El término incluye el carbono que sustenta el grupo funcional CONH₂ ciclohexanocarboxamida .....ona .....ol .....amina alcoxicarbonil Los sufijos en negrilla son los del uso como grupo principal que hasta ahora hemos estudiado y los prefijos en negrilla son los que vamos a estudiar como secundarios dentro de los compuestos heterofuncionales. Los sufijos y prefijos que están en cursiva son casos que no estudiaremos por ahora salvo unos ejemplos, a nivel informativo, que se presentan a continuación. CN Carbamoil * Para entender mejor los ejemplos, una parte de la fórmula estará en negrilla e igualmente en negrilla estará la parte correspondiente en el nombre del compuesto. propano-1,1,3-tricarbaldehido Ciano * Oxo Formil * COOH ácido bencenocarboxílico (ácido benzoico) HOOC-CH2–CH2 -CH2 -CH2-COOH ácido hexanodióico HOOC-CH2 -CH -CH2 -CH2-COOH ácido butano-1,2,4-tricarboxílico COOH Observa como en ácido el hexanodioico hemos utilizado sin problemas las normas estudiadas, pero en el siguiente caso nos encontramos con la dificultad del tercer COOH. Lo que hacemos es lo mismo que en el ácido benzoico, separamos los COOH (carboxilos) y nombramos la molécula "sobrante" seguido de carboxílico (o di o tricarboxílico) indicando su posición. bencenocarbonitrilo OXO hidroxi amino oxi Observa que se emplea por una parte el término benceno y luego el carboxílico que representa a todo el -COOH -CHO ciclohexanocarbaldehído 16 CADENA PRINCIPAL Y NUMERACIÓN EN COMPUESTOS HETEROFUNCIONALES Cadena principal: a) La que contiene el grupo principal o el mayor número de estos (sufijos). b) La más larga que contenga mayor número de grupos funcionales no principales, atendiendo al orden de prioridad. c) La que tenga mayor número de dobles y triples enlaces. d) La que tenga mayor número de dobles enlaces. Numeración: La que asigne localizadores menores a: a) Al grupo o grupos principales (sufijos). b A los grupos funcionales no principales. c) A los enlaces doble y triples en conjunto. d) A los dobles enlaces CH3-CHOH-CH=CH-COOH Grupo principal el ácido. Sustituyentes el alcohol (hidroxi) Ácido 4-hidroxipent-2-enoico CH3-CHOH-CH-CH-COOH I CH₂-CH3 Grupo principal el ácido. Sustituyentes el alcohol (hidroxi) y el etilo (etil) Ácido 3-etil-4-hidroxipentanoico CHO-CH₂-CH₂-CONH₂ Grupo principal la amida. Sustituyentes el aldheido (oxo) 4-oxobutanamida CHO-CH2-CH2-CO-CN Grupo principal el nitrilo. Sustituyentes el aldheido (oxo) y la cetona (oxo) 2,5-dioxopentanonitrilo CHO-CH2-CH₂-CO-COO-CH3 2,5-dioxopentanoato de metilo Observa que los sustituyentes aldehído y cetona se nombran como oxo y sólo se distinguen por su numeración (si cae en un extremo es aldehído, si no es extremo será cetona) CH3-CHOH-CH=CH-CH₂-CH₂- NH2 Grupo principal el alcohol. Sustituyentes la amina (amino) 6-aminohex-3-en-2-ol CH3-CH-CH2-CH- CH2-CH-CONH2 Grupo principal la amida. Sustituyentes el etilo, alcohol y amina T I T NH₂ OH CH₂-CH3 6-amino-2-etil-4-hidroxiheptanamida 17 EJERCICIOS DE FORMULACIÓN ORGÁNICA (2º Bachillerato) (Ver también los ejercicios de 1º de bach) CH₂-CH3 1) CH3-CH-CH2-CH=CH-C=CH-CH3 3) CH3-CH₂-O- CH₂-CH2-CH2-CH3 4) CH3-CH2-CHOH-CH₂-COOH 11) 5) CHO-CH2-CH = CH - CHOH - COOH 6) CH3-CH2-CH-CH2-COO-CH2-CH=CH2 7) CH3-CH2-NH-CH2-CH2-CH3 8) CH2-CH2-CH₂-CH3 9) CH₂Br-CH=CH-CH₂-CN 32) OH NH₂ =0 2) CH3-CHOH-CH=CH-COOH -OH CH2-CH3 35) CH₂ C-CH₂-CH-COOK -CH- OH 13) 4-butil-8-etilundeca-1,4-dien-6-ino 14) ácido 4-oxo-pent-2-enoico 15) etoxipropano 16) ácido 4,5-dioxopentanoico 17) ácido 4,6-dihidroxihexanoico 18) 3-etilpent-4-enoato de etilo 19) dietilamina 20) 3-aminofenol 21) 3-nitropent-3-enonitrilo 22) 4-amino-2-oxopentanamida 23) 4-hidroxi-3-oxobutanal 24) 4-ciclopentil-4-hidroxipent-2-enal 25) ciclopentanona 26) Ácido 2-aminobencenocarboxílico (Ácido 2-aminobenzoico) 27) isobutilpropil éter 28) Ácido o-bencenodicarboxílico 29) neohexanal 30) 3-hidroxibutanoato de metilo 31) CH3-CH2-C(NH2)2-CH2- CO- COOH CH2-CH3 10) CH3-CH-CH2-CH-CONH2 NH₂ OH OH 12) HOOC-CH2-CH2-CH2-CO- COOH 33) 3-ciano-2-hidroxi-hex-4-inamida 34) CHO-CH2 – CH–CH2–CH2–CONH2 'OH 36) 2-amino-4-nitrofenol (Soluciones en la siguiente hoja) 18 Respuestas 1) 3-butil-7-metilnona-2,4-dieno 2) ácido 4-hidróxipent-2-enoico 3) butiletileter (etoxibutano) 4) ácido 3-hidroxipentanoico 5) ácido 2-hidroxi-6-oxohex-3-enoico 6) 3-etilpentanoato de prop-2-enilo 7) (etil) (propil)amina (N-etilpropanamina) 8) 3-etilfenol (m-etilfenol) 9) 5-bromopent-3-enonitrilo 10) 4-amino-2-hidroxipentanamida 11) ciclopent-2-enol 12) ácido 2-oxohexanodióico I 13) CH3-CH2-CH-C=C-CH= C - CH₂-CH₂-CH2-CH3 I CH₂-CH₂-CH3 15) CH3-CH₂-O-CH₂-CH₂-CH3 17) CH₂OH-CH2-CHOH-CH2-CH2-COOH 19) CH3-CH2-NH-CH2-CH3 21) CH3-CH=C-CH₂-CN 25 NO₂ 23) CHO-CH2-CO-CH2OH CH₂-CH=CH₂ = 0 CH3 T 29) CH3- C – CH2 – CHO 1 CH3 20) CH3 I 27) CH3-CH-CH2 – O – CH2 - CH2-CH3 16) COOH-CH2-CH2-CO-CHO 14) CH3-CO-CH=CH-COOH 18) CH₂=CH-CH-CH2-COO-CH2-CH3 | 26) CH₂-CH3 22) CH3-CH-CH2 -CO-CONH2 | NH₂ 24) CH3-COH-CH=CH-CHO 28) NH₂ OH 30) CH3-CHOH-CH₂ - COO-CH3 31) Ácido 4,4-diamino-2-oxohexanóico 33) CH3 - C= C -CHCN - CHOH-CONH2 35) 4-amino-2-hidroxi-pent-4-enoato de potasio 36) NO₂ - COOH -NH₂ - COOH COOH 32) 4- butil-8-hidroxioct-5-en-2-ona 34) 4-hidroxi-6-oxohexanamida OH NH₂ 19