Alcanos lineales

Son los compuestos orgnicos desde el punto de vista estructural ms sencillos. Estan constituidos por cadenas no ramificadas de tomos de carbono, con sus respectivos hidrgenos, unidos a travs de enlaces sencillos. Se nombran con el prefijo indicador del nmero de carbonos seguido de la terminacin -ano Los radicales derivados de los alcanos se nombran sustiuyendo la terminacin -ano por -ilo Los radicales se numeran a partir del carbono unido a la cadena principal que se toma como carbono 1 Se mantienen algunos nombres de radicales no sistematicos n de C 1 2 3 4 5 6 Nombre n de C metano etano propano butano pentano hexano 7 8 9 10 11 12 Nombre heptano octano nonano decano undecano dodecano n de C 13 20 30 40 100 200 Nombre tridecano eicosano tricontano tetracontano hectano dihectano

Radicales con nombre no sistemtico isopropilo secbutilo

isobutilo

tercbutilo

isopentilo

neopentilo

Alcanos ramificados Se nombran tomando como base la cadena carbonada con mayor nmero de tomos de carbono. Las ramificaciones se consideran sustituyentes Las posiciones de los sustiutyentes se indican con numeracin arbiga y se llaman localizadores y Para dar el nombre correcto a los alcanos ramificados conviene seguir una sistemtica o Nombrar la cadena principal o Nombrar los sustituyentes o Numerar la cadena principal, de manera que se obtenga la combinacin de localizadores ms baja

o o o

o

Ordenar por orden alfabtico los sustituyentes Escribir el nombre completo anteponiendo el localizador, separando estos del texto con guiones Usar los prefijos multiplicadores para los sustituyentes que se repiten (di-, tri-, tetra- ), sin considerarlos en la alfabetizacin de los sustituyentes, indicando los localizadores separados por comas Finalizar con el nombre de la cadena principal

4-etil-2,3-dimetil-5-propil-nonano

Nomenclatura OrgnicaDr. Benito Rodrguez

Bsica

en

Qumica

IntroduccinEste texto de nomenclatura est destinado a cubrir los requerimientos de los programas actuales de los cursos universitarios de qumica orgnica a nivel de pregrado. El tratamiento de la nomenclatura en la mayora de los textos de qumica orgnica actualmente disponibles en castellano es, a nuestro juicio, bastante elemental, por lo que en muchos casos puede ser til un mayor nivel de profundidad antes de recurrir a las fuentes originales(1a). Un trabajo similar ha este ha sido publicado en ingls por el profesor Dave Woodcock, del Okanagan University College(1b). Si bien se pretende entregar aqu una visin general, adecuada para el nivel de manejo de la qumica orgnica del estudiante y el profesional no-qumico, se han seguido, en lo sustancial, las reglas de nomenclatura acordadas por la IUPAC en 1957 y las modificaciones de 1979. Se han dejado fuera -ex profeso- temas considerados de mayor especializacin. Tampoco se ha puesto aqu demasiado nfasis en las modificaciones introducidas por la IUPAC en 1993, ya que ellas frecuentemente apuntan a dilucidar aspectos puntuales complejos, en desmedro de la simplicidad de las reglas de nomenclatura.

I. Alcanos normalesUn tomo de carbono forma 4 enlaces con otros tomos. En esta primera familia de compuestos (alcanos) todos los enlaces son enlaces simples, es decir involucran solo 2 electrones. Los tomos de carbono estn unidos a otros tomos, de carbono o hidrgeno, presentando geometra tetradrica. El nombre se obtiene uniendo el prefijo apropiado para el nmero de tomos de carbono ms la terminacin propia de la familia: ano. As, el nombre del primer compuesto en esta familia se forma uniendo el prefijo correspondiente a 1 tomo de carbono (met-) y el nombre de la familia (-ano): met- + -ano = metano (CH4) A continuacin se muestra la frmula y los nombres, segn el sistema de nomenclatura IUPAC, de algunos alcanos:

Nmero de tomos

de carbono en la cadena 1 2 3 4 5 6 7

Formula molecular CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16

Nombre metano etano propano butano pentano hexano heptano

Frmula estructural CH4 CH3-CH3 CH3-CH2-CH3 CH3-(CH2)2-CH3 CH3-(CH2 )3-CH3 CH3-(CH2 )4-CH3 CH3-(CH2 )5-CH3

Figura

8 9

C8H18 C9H20

octano nonano

CH3-(CH2 )6-CH3 CH3-(CH2)7-CH3

10

C10H22

decano

CH3-(CH2)8-CH3

11

C11H24

undecano

CH3-(CH2)9-CH3

12 20

C12H26 C20H42

dodecano eicosano

CH3-(CH2)10 -CH3 CH3-(CH2)18-CH3

21

C21H44

heneicosano

CH3-(CH2)19-CH3

22

C22H46 C23H48

docosano

CH3-(CH2)20-CH3 CH3-(CH2)21-CH3

23

tricosano

30

C30H62

triacontano

CH3-(CH2)28-CH3

31

C31H64

hentriacontano

CH3-(CH2)29 -CH3

33

C33H68

tritriacontano

CH3-(CH2)31-CH3

40

C40H82

tetracontano

CH3-(CH2)38-CH3

70

C70H142

heptacontano

CH3-(CH2)68-CH3

100

C100H202

hectano

CH3-(CH2)98-CH3

132

C132H266

dotriacontahectano

CH3-(CH2 )130-CH3

II. Alcanos RamificadosComo el tomo de carbono tiene que tener cuatro enlaces con otros tomos, es posible que 0, 1, 2, 3 4 tomos de carbono estn unidos al mismo tomo central de carbono. Es as como, adems del metano, se distingue entre tomos de carbono primarios (1), secundarios (2), terciarios(3) o cuaternarios (4); de acuerdo al nmero de otros tomos de carbono unidos directamente a ste. Ms an, esta designacin se puede extender a tomos que no son de carbono o grupos unidos a carbono. As un carbono 3 tiene otros tres carbonos y (si se trata de un alcano, un hidrgeno), unidos a l. El hidrgeno, por extensin, se denomina hidrgeno 3. La posibilidad, tener el mismo nmero y tipo de tomos unidos en diferentes formas, se conoce como isomera.

Los ismeros son compuestos que tienen la misma frmula molecular pero diferentes frmulas estructurales. En la serie de los alcanos, el nmero posible de ismeros se incrementa dramticamente conforme se incrementa el nmero total de tomos de carbono. Nmero de ismeros de los alcanos alifticos ramificados. Nmero de tomos Nmero de de carbono ismeros ______________________________ _____ 4 2 5 3 6 5 7 9 8 18 9 35 10 75 12 355 15 4.347 20 366.319 25 36.797.588 30 4.111.846.763 __________________________________

El sistema de nomenclatura de la IUPAC trata el isomerismo de una forma muy sencilla. El primer alcano que tiene isomerismo es el butano, que tiene 2 ismeros:

CH3 CH3 H3C

H3C

CH3

A

B

El ismero A tiene cuatro tomos de carbono en la cadena y se nombra butano. El ismero B tiene tres tomos de carbono en la cadena; el cuarto tomo se encuentra en forma de ramificacin, unido al carbono central. El sistema IUPAC para nombrar los hidrocarburos ramificados se puede resumir como sigue: 1. Se define el nombre base, correspondiente a la cadena continua ms larga de carbonos. En caso de que existan dos cadenas de igual longitud, se prefiere aquella que contenga un mayor nmero de sustituyentes (ramificaciones). Las ramificaciones se nombran usando el nombre de la cadena continua ms larga de la ramificacin seguido de il, para indicar que el carbono se encuentra como parte de una ramificacin.

2.

3.

Se colocan las tres partes del nombre (ramificacin + principal + terminacin de la familia) juntos para formar el nombre del compuesto. Por ejemplo para el compuesto B: metil + prop + ano = metilpropano

4.-

Para indicar la posicin de un substituyente se usan nmeros de posicin. Siguiendo estos pasos, el compuesto B se llamar entonces metilpropano. Ntese que aqu no es necesario indicar la posicin del metilo con un nmero de posicin, ya que slo existe una posibilidad. En cambio, el isohexano se nombra, de acuerdo a las normas IUPAC, como 2-metilpentano. El 2 indica que el grupo metilo est unido al segundo carbono de la cadena principal (pentano). CH3

metilpropano:H3 C

CH 3

.CH3

2-metilpentano:H 3C CH 3

(isobutano)

(isohexano)

5.-

La numeracin de la cadena principal se hace de modo tal que resulte el nmero de posicin ms bajo posible para el substituyente (por eso el isohexano no se nombra como 4-metilpentano). Cuando hay ms de una ramificacin (sustituyente) sobre la cadena principal, stas se nombran por orden alfabtico(2). Los prefijos numerales (di, tri, etc.) as como sec y ter, no se consideran al establecer el orden alfabtico (pero si los prefijos iso y neo). Usando el mismo procedimiento los ismeros del n-hexano se nombrarn como sigue:CH 3

6.-

CH3

H 3CH3C CH3

CH3 CH3

H 3C H 3C

CH3 CH3

CH3 H 3C CH3

2-metilpentano dimetilbutano 7.-

3-metilpentano

2,2-dimetilbutano

2,3-

La numeracin de la cadena principal, cuando sta tiene ms de un sustituyente, se hace de modo de asignar al primer sustituyente el nmero de posicin ms bajo posible. Si existieran dos alternativas equivalentes para el primer substituyente, se opta por aquella que resulte en el nmero de posicin ms bajo posible para el segundo sustituyente...y as sucesivamente. Entonces el alcano que aparece abajo se nombrar como 2,3,5-trimetilhexano3 y no como 2,4,5-trimetilhexano. CHCH3 H3C CH3 CH3

Cuando un substituyente aparece ms de una vez, su nombre no se repite; se usan en cambio los prefijos di, tri (3), tetra (4), penta (5), hexa (6), etc.

8.-

Los nmeros de posicin se separan entre ellos por comas y los nmeros se separan de las palabras por guiones. Las palabras (prefijo, nombre principal, sufijo) no se separan entre ellas, con excepcin de los prefijos sec y ter que se separan del resto del nombre por guiones. Las mismas reglas IUPAC se usan para construir el nombre de los sustituyentes cuando estos con complejos. El nombre del sustituyente se escribe entre parntesis cuando ste requiere numeracin propia. En el caso de los substituyentes complejos los prefijos di, tri, etc., s se consideran al definir el orden alfabtico. Ejemplos:H3C CH3

9.-

H3C H3C

CH3 CH3

H3C CH3

CH3

CH3

3-metil-4-(1-metilpropil)nonano (3-metil-4-sec-butilnonano) 10.-

2,2-dimetil-3-etilhexano

El tomo de carbono de una ramificacin que est unido a la cadena principal siempre tiene el nmero 1 en la numeracin de esa ramificacin.

Los grupos alquilo pequeos, hasta 5 tomos de carbono, tienen nombres comunes:NOMBRE DEL GRUPO NOMBRE COMO FORMULA SUSTITUYENTE ESTRUCTURAL FORMULA TOPOLOGICA

metilo etilo propilo

metiletilpropil-

-CH3H 3C .

-CH2-CH3H3C

-CH2-CH2-CH3.

.

isopropilo

isopropil-

` CH3-CH-CH3

H3C

CH3

H3C

.

butilo

butil-

-CH2-(CH2)2-CH3H3 C .

isobutilo

isobutil-

-CH2-CH-(CH3)2

CH3

.

sec-butilo

sec-butil-

` CH3 -CH-CH2-CH3

H 3C

CH3

CH3

ter-butilo

ter-butil

-C-(CH3)3

H3C CH3

.

H3C

pentilo

pentil-

-CH2-(CH2)3-CH3H3C .

.

isopentilo

isopentil-

-CH2-CH2-CH-(CH3)2

CH3CH3 H3C CH3 .

neopentilo

neopentil-

-CH2-C-(CH3)3

III. Cicloalcanos.Los alcanos cuyos enlaces carbono-carbono forman al menos un anillo son conocidos como cicloalcanos. Para nombrar los cicloalcanos el nmero de carbonos en el anillo forma la base del nombre, al que se le aade el prefijo ciclo para indicar que se trata de un compuesto cclico. Si imaginamos un anillo que se forma a partir de una cadena lineal, un tomo de hidrgeno en cada extremo de la cadena se pierde al establecerse el nuevo enlace C,C. Por ello la frmula general de los cicloalcanos contiene dos hidrgenos menos que la de los alcanos acclicos correspondientes. Frmula general: CnH2n+2 CnH2n CnH2n-2 etc. alcanos cicloalcanos con un anillo cicloalcanos con dos anillos

Reglas de nomenclatura 1.Si el anillo tiene la cadena ms larga de tomos de carbono del hidrocarburo, el nombre principal ser el nombre del cicloalcano, construido con el prefijo ciclo + la raz que indica el nmero de carbonos. Ejemplos de cicloalcanos no sustituidos: FORMULA NOMBRE FORMULA TOPOLOGICA -----------------------------------------------------------------------------------C3H6 Ciclopropano

C4H8

Ciclobutano

C5H10

Ciclopentano

C6H12

Ciclohexano

Ejemplos de cicloalcanos sustituidos en los que la cadena ms larga es el anillo:CH3

CH3

CH3CH3

CH3 CH3

etilciclobutano 2.-

1-etil-2-metilciclopentano

2-etil-1,3-dimetilciclohexano

Los carbonos del anillo se numeran de la misma forma que se numeran los de los alcanos acclicos. El nmero 1 siempre corresponder al carbono unido al substituyente. Si hay mas de no de estos se continuar numerando de modo tal que al 2 substituyente le corresponda el nmero ms bajo posible, etc. De ser posible, como en el caso del 1-etil-2metilciclopentano, se asignara el nmero 1 a aquel substituyente que se nombra primero. Cuando la cadena de carbonos en el anillo no es la ms larga o la mas sustituida de la molcula, (para simplificar el nombre) el anillo pasa a ser considerado un sustituyente de la cadena principal y se nombra como tal, cambiando la terminacin ano de su nombre por la terminacin -il .

3.-

Ejemplos:

CH3 CH3

CH3 H3C

4-ciclopentiloctano

3-ciclobutil-1-ciclopropil-2-

metilbutano

IV. Estereoismeros cis y trans.

Ya hemos visto la existencia de ismeros, que se debe a que pueden existir diferentes formas de unir los tomos de carbono, diferente conectividad. Estos ismeros se conocen como regioismeros o ismeros estructurales. Pero, si observamos las dos formas (A y B) del 1,2dimetilciclopropano:H3C

A:

H3C

CH3

B:CH3

podremos constatar que en las dos molculas la conectividad es la misma, pero la orientacin de los grupos metilo en el espacio difiere, haciendo que A y B sean molculas distintas. En A los dos grupos metilo estn al mismo lado del plano del anillo, mientras que en B se encuentran en diferentes lados (opuestos) del plano del anillo. Debido a que los carbonos que forman el anillo no pueden rotar, los dos compuestos no son interconvertibles (sin romper el anillo). Estos dos compuestos son estereoismeros el uno de otro. Para nombrar los estereoismeros, en los que el anillo es la causa del estereoisomerismo, se usan los prefijos cis- y trans-, normalmente escritos con letra itlica. Trans significa opuesto, por lo que se usa para nombrar ismeros en los que los grupos estn en lados opuestos del plano del anillo. El compuesto B se llamar entonces trans-1,2-dimetilciclopropano. El prefijo cis- se usa para designar al estereoismero en el que los grupos sustituyentes se encuentran en el mismo lado del plano del anillo. El compuesto A se llamar entonces cis-1,2dimetilciclopropano. Ejemplos: trans-1-etil-2-metilciclobutano: trans-1,3-dimetilciclopentano:H3CCH3 CH3 CH3

CH3

CH3

cis-1,2-dimetilciclopentano: En anillos mas grandes que el ciclobutano, la orientacin de los sustituyentes debe de ser observada con cuidado para determinar si estn en la forma cis- o trans-. Los ismeros del ciclohexano en conformacin silla presentan cierta dificultad en la visualizacin del ismero trans. Los tres modelos abajo muestran una forma del ismero cis (el primero) y dos formas del ismero trans.CH3

CH3

H3C H3C

H3CH 3C

cis-1,2-dimetilciclohexano:

trans-1,2-dimetilciclohexano

trans-1,2-dimetilciclohexano

V. Alcanos Bicclicos.Hemos visto ya la forma de nombrar estructuras en las que dos o ms anillos en una molcula estn separados completamente. Sin embargo tambin es posible que dos anillos estn compartiendo uno o ms tomos; para poder nombrar estos compuesto hay que usar eglas r especiales. Los alcanos bicclicos se nombran en forma diferente dependiendo si los dos anillos estn interconectados por un tomo de carbono o por ms de uno. Veremos inicialmente la situacin en la que se comparte slo un tomo.

A. Un carbono comn en los anillos.

Compuesto A

Compuesto B

Compuesto C

Las imgenes tridimensionales muestran que los dos anillos conectados por el carbono en comn no estn en el mismo plano, en efecto, sus planos estn en ngulo recto, uno con relacin al otro. Esto es difcil de observar cuando se dibujan estructuras planas. Nomenclatura: 1.Los hidrocarburos bicclicos que tienen un carbono en comn se nombran usando el prefijo espiro. El nombre base se toma del nmero total de tomos en ambos anillos. Para el compuesto A hay 9 tomos de carbono en total, dando lugar al nombre de espirononano. Sin embargo, el tamao de los anillos puede variar. En los compuestos B y C podemos contar tambin 9 tomos en total; por lo que los tres son espironananos, pero, obviamente, son ismeros estructurales, diferentes.

2.Para completar el nombre de estos compuestos, se indica el tamao de cada anillo. Se cuenta el nmero de tomos no comunes en cada anillo y, los dos nmeros obtenidos, se insertan en el nombre del compuesto dentro de un parntesis cuadrado [ ]. Los nmeros dentro del parntesis, estarn separados por puntos. El orden de los nmeros es de menor a mayor. As: El compuesto A, que tiene 4 carbonos en cada anillo, es el espiro[4.4]nonano. El compuesto B es el espiro[3.5]nonano y compuesto C es el espiro[2.6]nonano. Ejemplos :

espiro[3.4]octano

espiro[5.5]undecano

espiro[4.5]decano

3.Si hay sustituyentes presentes sobre los anillos, la numeracin se efecta en el sentido en que se obtenga la menor numeracin posible para los sustituyentes. De todas maneras el carbono nmero 1 es uno de los carbonos, del anillo menor, vecino al carbono comn (o carbono espiro), siguen los dems carbonos de ese anillo, luego el carbono espiro y finalmente los del anillo mayor. Ejemplos: 2,6-dimetilespiro[4.5]decano.H3C H3C H3C H3C H3C CH3

2,6-dimetilespiro[3.3]heptano.

H3C

H3C

1,2,4,8-tetrametilespiro[2.5]octano.

B.

Ms de un carbono comn en los anillos.

Cuando los dos anillos de los compuestos bicclicos tienen dos carbonos en comn, hay tres diferentes caminos que se pueden seguir para conectar a los dos carbonos comunes. Tomemos por ejemplo la siguiente molcula:a

b

En este ejemplo, los carbonos marcados como a y b, comunes a ambos anillos, se conocen como carbonos cabeza de puente. Los tres diferentes caminos entre a y b son entonces cadenas que contienen 1, 2 y 4 tomos respectivamente. Nomenclatura 1. Los compuestos bicclicos(3)., en los que los anillos tienen ms de 1 tomo en comn, se nombran usando el prefijo biciclo. (para un compuesto con tres anillos se usar triciclo, etc.) 2.Para completar el nombre de estos compuestos, se indica el tamao de cada anillo. Se cuenta el nmero de tomos en cada una de las cadenas (caminos) que conectan los tomos cabeza de puente, an cuando la cadena contenga 0 tomos. Los tres nmeros as obtenidos, se insertan en el nombre del compuesto dentro de un parntesis cuadrado [ ]. Los nmeros dentro de este parntesis, estn separados por puntos. El orden de los menor. Luego del parntesis se indica el nmero total de nmeros es de mayor a tomos en el sistema de anillos. (este nmero ser entonces la suma: x + y + z + 2).

El nombre genrico para este tipo de compuestos es: biciclo[x.y.z]alcano, donde x, y, z representan el tamao de las cadenas entre los dos carbonos cabeza de puente. El compuesto del ejemplo anterior se llamar entonces: biciclo[4.2.1]nonano. Ejemplos:

biciclo[2.2.1]heptano (norbornano),

biciclo[4.3.2]undecano

biciclo[4.1.0]heptano , 3.-

biciclo[4.4.0]decano (decalina)

Para indicar la posicin de los sustituyentes, se numera el sistema de anillos en el sentido en que se obtengan los nmeros ms bajos posibles para los sustituyentes. Siempre se comienza con uno de los carbonos cabeza de puente, asignndole el n 1. Se contina con la cadena ms larga, hasta el segundo carbono cabeza de puente. Luego se numera la segunda cadena ms larga y, finalmente, la ms corta. Siga la secuencia de numeracin de los siguiente ejemplos:H3C

CH3

biciclo[2.2.1]heptano (norbornano)

2-metilbiciclo[3.2.0]heptano

6-metilbiciclo[3.2.0]heptano

Nota: Observe con cuidado las similitudes y diferencias entre la nomenclatura de estos compuestos y la de los compuestos espiro.

VI. Alquenos y alquinosLos alquenos son hidrocarburos que tienen un doble enlace entre dos tomos. Los alquinos tienen en cambio un enlace triple. La terminacin del nombre de los alquenos se obtiene cambiando la terminacin ano del alcano correspondiente por eno. En el caso de los alquinos el cambio de terminacin es de ano a ino.

A. El grupo de los AlquinosEl nombre alquino se le da a los hidrocarburos que contienen enlaces triples. La cadena principal, la que da origen al nombre base, es la cadena ms larga que incluye al triple enlace. Este puede aparecer en cualquier parte de la cadena por lo que requiere un nmero posicionador. Solo el nmero del primer tomo se indica; el nmero que corresponde al

segundo carbono del enlace triple se sobreentiende que es el que sigue. Note que la posicin -en el nombre- del nmero de posicin es inmediatamente antes del sufijo ino. En la nomenclatura sistemtica, IUPAC, de los alquinos se aplican las siguientes reglas: 1.El nombre base se deriva de la cadena de carbonos ms larga que contenga el enlace triple. 2.La posicin del triple enlace se indica con un nmero posicionador, el que identifica solamente a uno de los carbonos involucrados, el de menor numeracin. El nmero posicionador debe ser el menor posible. Segn las recomendaciones de la IUPAC ms recientes, el nmero posicionador se coloca antes del sufijo que indica el nombre del grupo. Por ejemplo, es correcto hex-3ino y no 3-hexino. Sin embargo es comn, para los alquinos no substituidos, usar el nmero posicionador al principio; es as como el nombre 3-hexino se encuentra en muchos textos. El nombre comn acetileno es aceptado por la IUPAC para el etino.

3.-

4.-

Es tambin bastante frecuente usar nombres comunes, derivados del acetileno: ESTRUCTURA NOMBRE IUPAC NOMBRE COMUN

HC

CH

etino (acetileno)CH3CH3

acetileno metilacetileno etilacetileno dimetilacetileno

HC

propino but-1-inoCH3CH3

HC

H3C

but-2-ino

HC

hex-1-inoH3 C CH3CH3

butilacetileno metilpropilacetileno

hex-2-ino

H3C

hex-3-inoCH3 HC CH3

dietilacetileno isopropilacetileno

3-metilbut-1-inoCH3

CH3 H3C CH3

2,2-dimetilhex-3-ino

t-butiletilacetileno

CH3 HC CH3

3-propilhept-1-ino

(1-propilpentil)acetileno

En el ltimo ejemplo el nombre base IUPAC es heptino, a pesar de que la cadena ms larga tiene 8 tomos de carbono; sin embargo esa cadena no contiene el triple enlace, cosa que s hace la cadena de 7 carbonos.

B. La familia de los alquenos.ESTRUCTURA NOMBRE IUPAC NOMBRE COMUN

H2C

CH2

eteno

etileno

H2C CH3H2 C CH 3 CH 3 H2 C CH 3

propeno

propileno

but-1-eno(4)

metilpropeno

isopropeno

H2 C

CH3

pent-1-eno hex-1-eno

CH3 H2C H3C CH3

2-metilpent-2-eno

H 3C

CH 3

.H 3C CH 3

2,3-dimetilbut2-eno

ciclopenteno

H3C

3-metilciclohexeno

Reglas de nomenclatura: 1.El nombre de los alquenos no ramificados se obtiene cambiando por eno la terminacin ano del alcano con el mismo nmero de carbonos. Para el eteno se prefiere el nombre comn: etileno. En el caso de alquenos ramificados, la cadena ms larga que contenga el doble enlace se toma como nombre base. Por ejemplo, si la cadena ms larga contiene 5 carbonos, el alqueno ser un penteno, etc.

2.-

3.Para indicar la posicin del doble enlace se requiere un nmero posicionador. Este nmero nos da la localizacin del primer carbono de los dos involucrados en el doble enlace, el de numeracin mas baja, el segundo tomo se sobreentiende que tiene el nmero que sigue. El nmero posicionador se coloca -actualmente- delante del sufijo eno o en(4). 4.La numeracin de los tomos de la cadena principal se hace de tal modo que el nmero de posicin del doble enlace sea lo ms bajo posible (salvo que existan grupos funcionales de mayor prioridad) 5.la Las posiciones de los substituyentes se indican con el nmero del tomo de carbono de cadena principal al cual estan unidos. Ejemplos:H3C CH3

CH3 CH3

H3C

CH3

CH3 H3C

CH3

hex-2-eno (2-hexeno)

2-metilbut-2-eno

5,5-dimetilhex-2-eno

6.de

Para nombrar los alquenos cclicos substituidos, se dan los nmeros 1 y 2 a los tomos carbono que forman parte del doble enlace. Por eso la posicin del doble enlace no se especifica en el nombre. El sentido de la numeracin es el que da por resultado los nmeros ms bajos para los substituyentes (como en los alcanos ramificados) Ejemplos:CH 3

H3CCH3

1-metilciclopenteno

3.5-dimetilciclohexeno

C. Polienos, poliinos y alqueninos1.Los hidrocarburos que tienen mas de un doble enlace se nombran reemplazando la terminacin ano del alcano correspondiente por adieno, atrieno, etc. La cadena se numera de modo de dar los nmeros ms bajos posibles a los dobles enlaces. CH3 Ejemplos:CH2 H2C H2C CH3CH3 CH3

buta-1,3-dieno trieno

hexa-1,4-dieno

8-metilnona-2,4,7-

2.Los nombres no sistemticos del propa-1,2-dieno (aleno) y del 2-metilbuta-1,3-dieno (isopreno) se conservan. 3.Si se encuentra presente ms de un enlace triple carbono-carbono, el nombre del hidrocarburo terminar en adiino, atriino etc.: Ejenplos: CH CH3 3

CH3

H3CCH3

CH3 CH3 CH3

octa-2,4-diino

2,2,9,9-tetrametildeca-3,5,7-triino

4.Cuando existen tanto dobles como triples enlaces en un mismo compuesto no ramificado, ste se nombra cambiando la terminacin ano del correspondiente alcano por enino, adienino, atrienino, enodiino, etc. 5.La numeracin de la cadena se har de modo tal que resulten los nmeros ms bajos para la primera (y la segunda, la tercera, etc.) insaturacin, independientemente de si sta es un doble o un triple enlace. Cuando existan alternativas equivalentes (como en el primero y tercero de los siguientes ejemplos), se dar el nmero ms bajo al doble enlace. Ejemplos:H3CH2 C CH

H2C CH CH

hexa-1,3-dien-5-ino

pent-3-en-1-ino

pent-1-en-4-ino

6.Los hidrocarburos poliinsaturados ramificados se nombrarn tomando como base la cadena que contenga mayor nmero de insaturaciones. Si existiera ms de una opcin, se dar preferencia, en primer lugar, a la cadena contenga el mayor nmero de tomos de carbono. Si el nmero de tomos de carbono tambin fuera igual, tendr preferencia la cadena que contenga el mayor nmero de enlaces dobles. En otros aspectos se procede como con los hidrocarburos saturados. Ejemplos:H2C

HCH3C CH

CH2 CH2

4-propilhexa-1,3-dien-5-ino 7.-

5-etinilhepta-1,3,6-trieno

Cuando una insaturacin aparece en una cadena secundaria (substituyente), para nombrarla se usa el nombre del radical correspondiente a dicha cadena secundaria. Estos radicales tienen el nombre del hidrocarburo correspondiente pero, en vez de las terminaciones eno o ino se emplean los sufijos enil, inil, dienil, etc. El carbono de la cadena secundaria que va unido a la cadena principal se indica con un nmero de posicin, que tiene preferencia sobre las insaturaciones de la cadena secundaria. Ciertos nombres comunes (que se muestran entre parntesis) tienen preferencia sobre los nombres sistemticos. CH2=CH-CH2CH2=CH(CH3)CH3-CH2CH3-CH=CH-

etenil (vinil) CH2=CHprop-2-in-1-il etinil CH=Cprop-1-en-2-il (isopropenil) prop-1-en-1-il CH3-CH=CHbut-1-en-1-il CH=CHprop-2-en-1-il (alil) CH2=CH-CH2but-2-en-1-il CH2 Ejemplos:CH3 H2C

CH3

CH3

1-alil-2-metilciclobuteno

2-(but-2-en-2-il)1,3-ciclohexadieno

D. Estereoisomera en la familia de los alquenos.La notacin cis/trans. El doble enlace forma una estructura rgida, en la que un carbono no puede rotar en relacin al otro sin que el doble enlace se rompa. Los dos carbonos y los 4 grupos unidos a ellos se hallan en un mismo plano. El orbital molecular pi se halla en cambio en un plano perpendicular al primero. Considrese, por ejemplo el eteno:

Para el 2-buteno, en cambio, puede apreciarse que existen dos estructuras posibles, dos estereoismeros:H3CH3C CH3

CH3

Estereoismeros son compuestos que tienen la misma frmula molecular, la misma conectividad pero una orientacin espacial diferente de algunos de sus tomos. El estereoisomerismo, en la familia de los alquenos se presenta cuando los dos grupos unidos a cada carbono de un doble enlace son diferentes entre si. Por ejemplo, el but-1-eno no presenta estereisomera, mientras que el but-2-eno si.:H H CH3 H H

H

CH3

H3C

H

H3C

CH3

but-1-eno

trans-but-2-eno

cis-but-2-eno

Note que la conectividad es la misma en los dos estereoismeros del but-2-eno. La nica diferencia entre ellas es la orientacin espacial de los dos grupos metilo conectados al doble enlace C,C. La interconversin de los dos compuestos no es posible sin romper el enlace pi. El significado de los prefijos cis y trans es el mismo que en la nomenclatura de los cicloalcanos. Al usar la nomenclatura cis/trans, los prefijos cis y trans se refieren a la forma en que la cadena principal pasa a travs del doble enlace, como puede verse en los siguientes ejemplos:H3C

H3 C

CH3H3C CH3

cis-hex-3-eno

cis-3-methylhex-3-eno

CH3

CH3 H3C

H3C H3C

trans-hex-3-eno

trans-3-methylhex-3-eno:

La notacin E/Z en la nomenclatura de los alquenos. A pesar de que muchos compuestos pueden ser nombrados inequvocamente usando la convencin cis/trans hay compuestos que no pueden ser diferenciados de este modo.Br

Considere por ejemplo los ismeros del 1-bromo-1-cloroprop-1-eno. Cul de los halgenos debiera ser considerado trans con respecto al grupo metilo?

CH3

Cl

CH3

Cl

Br

Para superar esta dificultad, el sistema IUPAC introduce una convencin diferente para la nomenclatura de los alquenos. Esta convencin asigna prioridad a cada uno de los dos grupos unidos a cada extremo del doble enlace. Los nombres derivan entonces de la orientacin relativa de los dos grupos con ms alta prioridad a cada extremo.

Reglas para la asignacin de la configuracin E o Z:1.Los dos extremos del doble enlace se deben considerar separadamente

2.Se establece la prioridad entre los dos grupos de cada extremo (deben ser diferentes para que exista estereoisomera). 3.Se denomina E (entgegen = contrario) al estereoismero en el cual los grupos con las dos ms altas prioridades estn situados a lados distintos del plano del orbital pi del doble enlace. 4.Se denomina Z (zusammen = juntos) al estereoismero en el cual los grupos con las dos ms altas prioridades estn situados al mismo lado del plano del orbital pi del doble enlace.

La priorizacin de los grupos se hace segn un conjunto de reglas, conocidas como Reglas de Cahn-Ingold-Prelog: 1.Los grupos se comparan tomo por tomo, empezando con el tomo conectado al carbono del doble enlace. 2.sea el H. Se da mayor prioridad a los tomos con nmero atmico ms alto. mientras ms alto nmero atmico mayor ser la prioridad. Por ejemplo: I > Br > Cl > F > O > N > C >

3.Si los tomos comparados tienen el mismo nmero atmico pero diferente nmero msico (son istopos) entonces la mayor prioridad se da al que tenga mayor nmero msico. Por ejemplo: T > D > H. 4.Si los dos tomos comparados son idnticos, entonces se comp aran los tomos que siguen, alejndose del doble enlace, hasta encontrar alguna diferencia. Por ejemplo: -CH2 Br > -CH2Cl > -CH2OCH3 > -CH2OH > -CH2CH3 > -CH3. 5.En el caso de tomos unidos a otros por enlaces mltiples, debe considerarse cada enlace del enlace mltiple como una conexin separada al tomo siguiente. Ejemplos:

Cl

CH3

Br

CH3

Br

Cl

(E)-1-bromo-1-chloroprop-1-enoH 3C Br

(Z)-1-bromo-1-chloroprop-1-enoCH3 H

H 3C CH 3

D

H

(E)-12-bromo-6-hexyl-5-propyldodec-5-enoH3C

(E)-1-deuteropent-1-eno

CH3 H2C

(3Z)-3-etilhepta-1,3-dieno

Ntese que los dos sistemas (cis/trans y E/Z) son diferentes y no pueden ser mezclados en un mismo nombre. Se recomienda usar el sistema E/Z para los alquenos, reservando el sistema cis/trans solo para los cicloalcanos. A pesar de lo anterior se usan los prefijos cis y trans para construir nombres comunes de alquenos debido a que este sistema permite, en muchos casos, una rpida e intuitiva identificacin de los estereoismeros.

VII. Compuestos AromticosLos compuestos aromticos son estructuras cclicas planas, con doble enlaces conjugados. La deslocalizacin de los electrones pi le otorga a este grupo funcional propiedades especiales.

A. Derivados monosustituidos del bencenoEl benceno es el principal miembro del grupo de los compuestos aromticos. Debido a la deslocalizacin todas las posiciones son equivalentes en el benceno no substituido. Las representaciones ms usada son:

Reglas de nomenclatura 1.-. Hay algunos compuestos cuyos nombres comunes son tan usados que la IUPAC da preferencia a stos por sobre los sistemticos. Ellos son:CH3H3C CH3 CH2

tolueno estireno 2.base. base. Ejemplos :CH3

cumeno

Los dems derivados se nombran usando benceno, tolueno o cimeno como nombre Para aquellos grupos que se nombran solo con prefijos, el prefijo se antepone al nombre

CH3

CH3

H3C CH3

CH3

etilbenceno

t-butilbenceno

2-etiltolueno

B. Bencenos Disustituidos1.-. Hay algunos compuestos cuyos nombres comunes son tan usados que la IUPAC da preferencia a stos por sobre los sistemticos. Ellos son:CH3 CH3

CH3 H3C CH3

xileno

(aqu:

o-)

cimeno

(aqu:

p-)

2.En general slo hay tres ismeros posibles para cualquier benceno disustituido. Para identificarlos, IUPAC prefiere el uso de nmeros de posicin: 1,2; 1,3 y 1,4. Sin embargo se acepta un sistema de prefijos, que est ampliamente difundido, para construir los nombres comunes:

PREFIJO ISMERO --------------------------------orto- (u o-) 1,2-

meta- (o m-) para- (o p-) Ejemplos:Cl Cl

1,31,4-

Br Br

Br

Cl

1,2-diclorobenceno

m-dibromobenceno

1-bromo-4-clorobenceno

3.El nombre comn de un benceno monosustituido se puede usar como nombre base, entonces el otro sustituyente se nombra con un prefijo. El primer grupo toma la posicin 1 del anillo. Pero si el 2 sustituyente es idntico al primero, el compuesto debe nombrarse como un derivado del benceno. Ejemplos:CH2 CH3

CH2 CH2

CH3

Cl

p-metilestireno

3-clorotolueno

o-divinilbenceno

C. Bencenos polisustituidos.1.Si tres o ms sustituyentes estn presentes en el anillo se utiliza solo el sistema de nmeros para indicar la posicin de los sustituyentes: Ejemplos NOBr NO 2Cl2

Br

Br

Cl

Br

O 2N

1,3,5-tribromobenceno dinitrobenceno

3-bromo-5-cloro-1-nitrobenceno

2-cloro-1,3-

2.Se puede usar el nombre comn de un benceno monosubstituido y nombrar los otros sustituyentes con prefijos. En este caso el grupo preexistente toma siempre la posicin 1 del anillo. Si los sustituyentes son todos idnticos, el compuesto debe nombrarse como un derivado del benceno. Ejemplos:NO2 H3CCH3 O 2N NO 2

CH3

H3C

CH3

NO2

NO 2

2,4-dinitrotolueno 3.-

2,4,6-trinitrotolueno

1,2,3-trimetilbenceno

El nombre comn mesitileno para el 1,3,5-trimetilbenceno se prefiere al sistemtico.

D. Radicales derivados de compuestos bencnicos1.Si un anillo de benceno se encuentra como sustituyente en la cadena que da origen al nombre base del compuesto, el anillo bencnico se nombrar con el prefijo fenil: Ejemplos: CH3

CH3

H 3C

3-fenildecano

cido 3-fenilbutanoico

2.Los nombres de los siguientes radicales son aceptados como tales en la nomenclatura IUPAC: bencil: C6H5-CH2estiril: C6H5-CH=CHcinamil: C6H5-CH=CH-CH2fenetil: C6H5-CH2 -CH2tritil: (C6H5)3C. Ejemplos: . CH3

H3C

CH3

H3C . H3CCH3

.

cumenil (aqu: p-)

mesitil

tolil (aqu: o-)

xilil (aqu: 2,3-)

E. Compuestos policclicos fusionados1.Los nombres de los hidrocarburos policclicos, conteniendo el mximo nmero posible de dobles enlaces no acumulados, terminan con el sufijo eno. Los nombres comunes de un gran nmero de ellos son aceptados como parte del sistema IUPAC(5) Ejemplos:

pentaleno azuleno

naftaleno

indeno

H

CH3

CH3

bifenileno

fluoreno

antraceno

fenantreno 3.Aquellos que contienen 5 anillos bencnicos o ms, fusionados en forma lineal, se nombran usando un prefijo numrico seguido de la terminacin ceno. Ejemplos:

pentaceno

hexaceno

4.La numeracin de los sistemas policclicos se efecta a partir de la estructura dibujada de manera tal que el mayor nmero posible de anillos queden alineados horizontalmente. Se comienza por asignar el nmero 1 al primer carbono, no comprometido en una fusin, del anillo situado ms arriba y a la izquierda en el cuadrante superior derecho de la estructura. La numeracin contina con los carbonos perifricos en sentido horario. Los carbonos comunes a ms de un anillo se omiten. Estos ltimos son designados por u letra na (normalmente a, pero tambin b, c, etc.) antepuesta al nmero de posicin del carbono precedente. Los carbonos interiores llevan los nmeros de posicin ms altos posibles. El antraceno y el fenantreno son excepciones. El pireno ejemplifica la regla:10 9 10a 8 10c 10b 4 6 56 5 10 4 3

1 28 9 1 2

9 8 7 6 5

10 1 2 4 3

3

7

7

pireno

antraceno

fenantreno

5.Los compuestos formados por ms de dos anillos fusionados de 5 o ms miembros y que no tengan un nombre comn aceptado por la IUPAC, se pueden nombrar tomando como nombre base el de la estructura parcial con el mximo nmero de anillos que s lo tenga.

Luego se agrega, como prefijo, el nombre de la (o las) estructura restante. La conexin de los componentes debe ser tan simple como sea posible. Por ejemplo:

dibenzofenantreno:(benzo- ms simple que nafto-)

6.-

Los prefijos para nombrar a los anillos fusionados a la estructura base se obtienen del correspondiente hidrocarburo, sin cambios en la terminacin (se cambia ene por eno en ingls). Algunos prefijos son excepciones a esta regla: acenaftoantrabenzonaftoperilofenantrode de de de de de acenaftileno antraceno benceno naftaleno perileno fenantreno

indeno[1,2-a]indeno

Los prefijos correspondientes a anillos monocclicos distintos a benceno son: ciclopentade ciclopentadieno cicloheptade cicoheptatrieno ciclooctade ciclooctatetraeno etc. 7.Cuando el compuesto base de un sistema complejo es un anillo monocclico de 7 tomos o ms, la terminacin eno indica que tiene el mximo nmero de dobles enlaces. As por ejemplo,el ciclooctatetraeno, se nombra simplemente como cicloocteno cuando es base de un sistema complejo. Si el compuesto base tiene menos dobles enlaces que su nmero mximo, los puntos de saturacin se indican con los prefijos: hidro, dihidro, etc., precedidos por un nmero que indica la posicin Ejemplos:5 6 2 7 8 1 9 4 3

1H-ciclopentaciclocteno

1H-benzociclohepteno

8.Cuando existen varios ismeros posibles, stos se distinguen unos de otros indicando qu caras del compuesto base estn conectadas a determinadas posiciones de la estructura que a ste se ha agregado. Las caras del compuesto base se denominan: a: la del enlace 1-2 b: la del enlace 2,3, etc.

Tanto los nmeros de posicin de los carbonos de la (o las) estructura agregada como las letras denominando las caras del compuesto base se insertan en el nombre dentro de un parntesis cuadrado, en la forma que muestran los ejemplos: Ejemplos: benzo[a]antraceno 1H-benzo[a]ciclopent[j]antraceno

6H-nafto[2,1,8,7-defg]naftaceno

7 g

8 f e

1 d

2

c b a

Bibliografia y Notasa) IUPAC, Comission on Nomenclature of Organic Chemistry. A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds (Recommendations 1993), 1993, Blackwell Scientific Publications, Copyright 1993 IUPAC. IUPAC, Nomenclature of Organic Chemistry, in Pure Appl. Chem. II (1-2), 1965. Pueden consultarse tambin las versiones on line de las Reglas de Nomenclatura de la IUPAC de 1979 y 1993 en: http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/79/r79_308.htm. Un buen resumen est tambin disponible en el Handbook of Chemistry and Physics, 60 Ed., CRC-Press, 1980. b) Dave Woodcock, An Introduction to Basic Organic Nomenclature: http://www.sci.ouc.bc.ca/chem/nomenclature/nomintro.htm 2) La IUPAC tambin acepta, como alternativa, citar los substituyente por orden de complejidad creciente. 3) La nomenclatura de los compuestos bicclicos con mayor nmero de anillos es compleja y escapa al alcance de estos apuntes. Se recomienda consultar la literatura, por ejemplo: Handbook of Chemistry and Physics, 60 Ed., CRC-Press, 1980, pag. C-18. Tambin pueden consultarse las versiones on line de las Reglas de Nomenclatura de la IUPAC de 1979 y 1993 en: http://www.acdlabs.com/iupac/nomenclature/79/r79_308.htm. 1)

4) Es frecuente en muchos textos escribir el nombre de los alquenos con los nmeros de posicin antes del nombre base, como fu recomendado por las reglas IUPAC de 1979. Las reglas IUPAC de 1993, sin embargo, modifican esto, colocando los nmeros de posicin inmediatamente antes del grupo funcional a que estos aluden. As el 1-buteno pasa a llamarse but-1-eno. La recomendacin de 1973 se considerar aqu aceptable para los alquenos no substituidos.

5) La lista completa, sus estructuras y sistemas de numeracin se puede encontrar en: Handbook of Chemistry and Physics, 60 Ed., CRC-Press, 1980,. C-11 - C-12.