Substituinte - Substituent
Um substituinte é um ou um grupo de átomos que substitui (um ou mais) átomos de hidrogênio na cadeia parental de um hidrocarboneto , tornando-se assim uma porção na (nova) molécula resultante . (Em química orgânica e bioquímica , os termos substituinte e grupo funcional , bem como cadeia lateral e grupo pendente , são usados quase que indistintamente para descrever essas ramificações da estrutura original, embora certas distinções sejam feitas na química de polímeros . Em polímeros , cadeias laterais estender a partir da espinha dorsal estrutura. Em proteínas , cadeias laterais estão ligados aos alfa de carbono átomos do amino ácido espinha dorsal.)
O sufixo -il é usado ao nomear compostos orgânicos que contêm uma única ligação substituindo um hidrogênio; -ilideno e -ilidino são usados com ligações duplas e ligações triplas , respectivamente. Além disso, ao nomear hidrocarbonetos que contêm um substituinte, os números posicionais são usados para indicar a qual átomo de carbono o substituinte se liga quando essa informação é necessária para distinguir entre os isômeros . O efeito polar exercido por um substituinte é uma combinação do efeito indutivo e do efeito mesomérico . Os efeitos estéricos adicionais resultam do volume ocupado por um substituinte.
As frases mais substituído e menos substituído são freqüentemente usadas para descrever ou comparar moléculas que são produtos de uma reação química . Nesta terminologia, o metano é usado como referência de comparação. Usando o metano como referência, para cada átomo de hidrogênio que é substituído ou "substituído" por outra coisa, pode-se dizer que a molécula é mais altamente substituída. Por exemplo:
- A regra de Markovnikov prevê que o átomo de hidrogênio é adicionado ao carbono do grupo funcional alqueno que possui o maior número de átomos de hidrogênio (menos substituintes alquil ).
- A regra de Zaitsev prevê que o principal produto da reação é o alceno com a ligação dupla mais altamente substituída (mais estável).
Nomenclatura
O sufixo -yl é usado em química orgânica para formar nomes de radicais , sejam espécies separadas (chamadas radicais livres ) ou partes quimicamente ligadas de moléculas (chamadas metades ). Pode ser rastreada até o antigo nome de metanol , "metileno" (do grego antigo : μέθυ méthu , 'vinho' e ὕλη húlē , 'madeira', 'floresta'), que foi abreviado para " metil " em nomes compostos, a partir do qual -il foi extraído. Várias reformas da nomenclatura química eventualmente generalizaram o uso do sufixo para outros substituintes orgânicos.
O uso do sufixo é determinado pelo número de átomos de hidrogênio que o substituinte substitui em um composto original (e também, normalmente, no substituinte). De acordo com as recomendações da IUPAC de 1993 :
- -il significa que um hidrogênio é substituído.
- -ilideno significa que dois hidrogênios são substituídos por uma ligação dupla entre o progenitor e o substituinte.
- - ilidino significa que três hidrogênios são substituídos por uma ligação tripla entre o progenitor e o substituinte.
O sufixo -ylid ine é encontrado esporadicamente, e parece ser uma ortografia variante de "ilideno"; não é mencionado nas diretrizes da IUPAC.
Para ligações múltiplas do mesmo tipo, que ligam o substituinte ao grupo pai, os prefixos di- , tri- , tetra- , etc., são usados: -diil (duas ligações simples), -triil (três ligações simples), -tetrail (quatro ligações simples), -diilideno (duas ligações duplas).
Para ligações múltiplas de tipos diferentes, são adicionados vários sufixos: - ilideno (um simples e um duplo), -ililidino (um único e um triplo), -dililideno (dois simples e um duplo).
O nome do composto pai pode ser alterado de duas maneiras:
- Para muitos compostos comuns, o substituinte está ligado a uma extremidade (a posição 1) e, historicamente, não é numerado no nome. As regras da IUPAC 2013, entretanto , exigem um locant explícito para a maioria dos substituintes em um nome IUPAC preferido . O nome do substituinte é modificado removendo -ano (ver alcano ) e adicionando o sufixo apropriado. Isso é "recomendado apenas para grupos substituintes saturados de hidrocarbonetos acíclicos e monocíclicos e para os hidretos mononucleares originais de silício, germânio, estanho, chumbo e boro". Assim, se houver um ácido carboxílico chamado " X ácido -ic", um álcool que termina " X -anol" (ou " X álcool -il"), ou um alcano chamado " X -ano", em seguida, " X -il" normalmente denota a mesma cadeia de carbono sem esses grupos, mas modificada por ligação a alguma outra molécula parental.
- O método mais geral omite apenas o terminal "e" do nome do substituinte, mas requer uma numeração explícita de cada prefixo de il , mesmo na posição 1 (exceto para -ilidino, que como uma ligação tripla deve terminar a cadeia de carbono do substituinte). Pentan-1-il é um exemplo de nome por este método e é sinônimo de pentil da diretriz anterior.
Observe que alguns termos populares como " vinil " (quando usados para significar "polivinil") representam apenas uma parte do nome químico completo.
Substituintes de metano
De acordo com as regras acima, um átomo de carbono em uma molécula, considerada como um substituinte, tem os seguintes nomes dependendo do número de hidrogênios ligados a ele e do tipo de ligações formadas com o restante da molécula:
| CH 4 |
metano | sem laços |
| - CH 3 |
grupo metil ou metanil | uma ligação simples para um átomo não-hidrogênio |
| = CH 2 |
grupo metileno ou metanilideno ou metilideno | uma ligação dupla |
| - CH 2- |
ponte de metileno ou metandiil ou metdiil | duas ligações simples |
| ≡CH | grupo metanilidino ou metilidino | uma ligação tripla |
| = CH− | grupo metina ou metanililideno ou metililideno | uma ligação simples e uma ligação dupla |
| > CH− | grupo metantriil ou mettriil | três ligações simples |
| ≡C− | grupo metanililidino ou metililidino | uma ligação tripla e uma ligação simples |
| = C = | grupo metandiilideno ou metdiilideno | duas ligações duplas |
| > C = | grupo methandlylidene ou methdiylylidene | duas ligações simples e uma ligação dupla |
| > C < | grupo metantetrail ou methtetrail | quatro ligações simples |
Estruturas
Em uma fórmula estrutural química , um substituinte orgânico, como metil , etil ou aril, pode ser escrito como R (ou R 1 , R 2 , etc.). É um marcador genérico, o R derivado de radical ou resto , que pode substituir qualquer parte da fórmula que o autor considere conveniente. O primeiro a usar este símbolo foi Charles Frédéric Gerhardt em 1844.
O símbolo X é frequentemente usado para denotar substituintes eletronegativos, como os haletos .
Distribuição estatística
Um estudo quiminformática identificou 849.574 substituintes únicos com até 12 átomos de não hidrogênio grandes e contendo apenas carbono , hidrogênio , nitrogênio , oxigênio , enxofre , fósforo , selênio e halogênios em um conjunto de 3.043.941 moléculas. Cinquenta substituintes podem ser considerados comuns, pois são encontrados em mais de 1% desse conjunto, e 438 são encontrados em mais de 0,1%. 64% dos substituintes são encontrados em apenas uma molécula. Os 5 mais comuns são os substituintes metil , fenil , cloro , metoxi e hidroxil . O número total de substituintes orgânicos em química orgânica é estimado em 3,1 milhões, criando um total de 6,7 × 10 23 moléculas. Um número infinito de substituintes pode ser obtido simplesmente aumentando o comprimento da cadeia de carbono. Por exemplo, os substituintes de metilo (-CH 3 ) e pentilo (-C 5 H 11 ).
Veja também
- Os grupos funcionais são um subconjunto de substituintes