Hispanopedia WikiEn química orgánica , un sustituyente es uno o un grupo de átomos que reemplazan a (uno o más) átomos, convirtiéndose así en una unidad en la molécula (nueva) resultante . [ 1 ] [ nota 1 ]
El sufijo -ilo se utiliza para nombrar compuestos orgánicos que contienen un enlace simple que reemplaza a un hidrógeno; -ilideno e -ilidino se utilizan con enlaces dobles y triples , respectivamente. Además, al nombrar hidrocarburos que contienen un sustituyente, se utilizan números de posición para indicar a qué átomo de carbono se une el sustituyente cuando se necesita esta información para distinguir entre isómeros . Los sustituyentes pueden ser una combinación del efecto inductivo y el efecto mesomérico . Dichos efectos también se describen como ricos en electrones y atractores de electrones . Los efectos estéricos adicionales resultan del volumen ocupado por un sustituyente.
Las expresiones «más sustituido» y «menos sustituido» se utilizan con frecuencia para describir o comparar moléculas que son productos de una reacción química . En esta terminología, se utiliza un hidrocarburo como referencia de comparación. Tomando un hidrocarburo como referencia, por cada átomo de hidrógeno que se reemplaza o «sustituye» por otra cosa, se puede decir que la molécula está más sustituida. Por ejemplo:
- La regla de Markovnikov predice que el átomo de hidrógeno se agrega al carbono del grupo funcional alqueno que tiene el mayor número de átomos de hidrógeno (menos sustituyentes alquilo ).
- La regla de Zaitsev predice que el producto principal de la reacción es el alqueno con el doble enlace más sustituido (más estable).
Nomenclatura
El sufijo -ilo se utiliza en química orgánica para formar nombres de radicales , ya sean especies separadas (llamadas radicales libres ) o partes de moléculas unidas químicamente (llamadas fragmentos ). Su origen se remonta al antiguo nombre del metanol , "metileno" (del griego antiguo : μέθυ méthu , 'vino' y ὕλη húlē , [ 4 ] 'madera', 'bosque'), que se abrevió a " metilo " en los nombres de compuestos, de donde se extrajo -ilo . Varias reformas de la nomenclatura química generalizaron finalmente el uso del sufijo a otros sustituyentes orgánicos.
El uso del sufijo está determinado por el número de átomos de hidrógeno que el sustituyente reemplaza en un compuesto original (y también, generalmente, en el propio sustituyente). Según las recomendaciones de la IUPAC de 1993 : [ 5 ]
- -ilo significa que se reemplaza un átomo de hidrógeno.
- -ilideno significa que dos hidrógenos son reemplazados por un doble enlace entre el átomo principal y el sustituyente.
- - ilidino significa que tres hidrógenos son reemplazados por un triple enlace entre el átomo principal y el sustituyente.
El sufijo -ilideno se encuentra esporádicamente y parece ser una variante ortográfica de "-ilideno"; [ 6 ] no se menciona en las directrices de la IUPAC.
Para enlaces múltiples del mismo tipo, que unen el sustituyente al grupo principal, se utilizan los infijos -di- , -tri- , -tetra- , etc.: -diilo (dos enlaces simples), -triilo (tres enlaces simples), -tetrailo (cuatro enlaces simples), -diilideno (dos enlaces dobles).
Para enlaces múltiples de diferentes tipos, se concatenan varios sufijos : -ilideno (uno simple y uno doble), -ililidino (uno simple y uno triple), -diilideno (dos simples y uno doble) .
El nombre del compuesto principal se puede modificar de dos maneras:
- Para muchos compuestos comunes, el sustituyente está unido en un extremo (la posición 1) y, tradicionalmente, no se numera en el nombre. Sin embargo, las Reglas IUPAC 2013 [ 7 ] sí requieren un localizador explícito para la mayoría de los sustituyentes en un nombre IUPAC preferido . El nombre del sustituyente se modifica eliminando -ano (véase alcano ) y añadiendo el sufijo apropiado. Esto se recomienda únicamente para grupos sustituyentes de hidrocarburos saturados acíclicos y monocíclicos, y para los hidruros mononucleares de silicio, germanio, estaño, plomo y boro. Por lo tanto, si hay un ácido carboxílico llamado " ácido X -ico", un alcohol que termina en " X -anol" (o " alcohol X -ílico"), o un alcano llamado " X -ano", entonces " X -ilo" generalmente denota la misma cadena de carbono sin estos grupos, pero modificada por la unión a alguna otra molécula principal.
- El método más general omite únicamente la "e" terminal del nombre del sustituyente, pero requiere la numeración explícita de cada prefijo "yl" , incluso en la posición 1 (excepto en el caso de -ilidino, que, al ser un triple enlace , debe finalizar la cadena de carbono del sustituyente). Pentan-1-ilo es un ejemplo de nombre según este método y es sinónimo de pentilo según la directriz anterior.
Tenga en cuenta que algunos términos populares como " vinilo " (cuando se usa para referirse a "polivinilo") representan solo una parte del nombre químico completo.
Sustituyentes del metano
Según las reglas anteriores, un átomo de carbono en una molécula, considerado como un sustituyente, tiene los siguientes nombres dependiendo del número de hidrógenos unidos a él y del tipo de enlaces que forma con el resto de la molécula:
Notación
En una fórmula estructural química , un sustituyente orgánico como metilo , etilo o arilo puede escribirse como R (o R₁ , R₂ , etc.). Es un marcador de posición genérico, la R derivada de radical o resto , que puede reemplazar cualquier parte de la fórmula según lo considere conveniente el autor. El primero en usar este símbolo fue Charles Frédéric Gerhardt en 1844. [ 8 ]
El símbolo X se usa a menudo para denotar sustituyentes electronegativos como los haluros . [ 9 ] [ 10 ]
Distribución estadística
Un estudio de quimioinformática identificó 849.574 sustituyentes únicos de hasta 12 átomos distintos del hidrógeno y que contienen solo carbono , hidrógeno , nitrógeno , oxígeno , azufre , fósforo , selenio y halógenos en un conjunto de 3.043.941 moléculas. Cincuenta sustituyentes pueden considerarse comunes, ya que se encuentran en más del 1% de este conjunto, y 438 se encuentran en más del 0,1%. El 64% de los sustituyentes se encuentran en una sola molécula. Los 5 más comunes son los sustituyentes metilo , fenilo , cloro , metoxi e hidroxilo . El número total de sustituyentes orgánicos en química orgánica se estima en 3,1 millones, creando un total de 6,7 × 10²³ moléculas . [ 11 ] Se puede obtener un número infinito de sustituyentes simplemente aumentando la longitud de la cadena de carbono. Por ejemplo, los sustituyentes metilo ( −CH 3 ) y pentilo ( −C 5 H 11 ).
Véase también
- Los grupos funcionales son un subconjunto de los sustituyentes.
Notas
- ↑ En química orgánica y bioquímica , los términos sustituyente y grupo funcional , así como cadena lateral y grupo colgante , se utilizan casi indistintamente para describir esas ramificaciones de la estructura principal, [ 2 ] aunque se hacen ciertas distinciones en la química de polímeros . [ 3 ] En los polímeros , las cadenas laterales se extienden desde la estructura principal . En las proteínas , las cadenas laterales están unidas a los átomos de carbono alfa de la cadena principal de aminoácidos .
Referencias
- ↑ "Definición de SUSTITUTO" . www.merriam-webster.com . Consultado el 4 de junio de 2022 .
- ↑ DR Bloch (2006). Química orgánica desmitificada . McGraw-Hill. ISBN 978-0-07-145920-4.
- ↑ Jenkins, AD; Kratochvíl, P.; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). "PAC, 1996, 68, 2287. Glosario de términos básicos en ciencia de polímeros (Recomendaciones de la IUPAC 1996)" . Pure and Applied Chemistry . 68 (12): 2287–2311 . doi : 10.1351/pac199668122287 . Esto distingue a un grupo colgante, que no es ni oligomérico ni polimérico, mientras que una cadena colgante debe ser oligomérica o polimérica.
- ↑ Este nombre surgió de un error en el idioma griego: ὕλη ( hȳlē ) significa "madera" ("bosque"), ξυλο- ( xylo -) significa "madera" (la sustancia).
- ↑ IUPAC (1997) [1993]. "R-2.5 Nombres de prefijos de sustituyentes derivados de hidruros principales" . Guía de nomenclatura IUPAC de compuestos orgánicos (recomendaciones 1993) . Blackwell Scientific Publications; Advanced Chemistry Development, Inc.
- ↑ La base de datos PubChem enumera 740.110 resultados para -ilideno , de los cuales 14 tienen sinónimos donde el sufijo se reemplaza por -ilideno . Otros 4 resultados contienen -ilideno sin listar -ilideno como sinónimo.
- ↑ Nomenclatura de Química Orgánica. Recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013. Favre, Henri A., Powell, Warren H., 1934–, Unión Internacional de Química Pura y Aplicada. Cambridge, Reino Unido: Royal Society of Chemistry. 2013. ISBN 9781849733069OCLC 865143943
{{cite book}}: CS1 mantenimiento: otros ( enlace ) - ↑ Ver:
- Charles Gerhardt, Précis de chimie organique (Resumen de química orgánica), vol. 1 (París, Francia: Fortin et Masson, 1844), página 29. De la página 29: " En désignant, par conséquent, les eléments combustibles par R, sans tenir comptes des proporcionales atomiques de carbone et d'hydrogène, on peut exprimer d'une manière générale: Par R. — Les hydrogènes carbonés. " (En consecuencia, al designar componentes combustibles por R , sin considerar las proporciones atómicas de carbono e hidrógeno, se puede expresar de manera general: Por R — hidrocarburos.)
- William B. Jensen (2010) "Pregúntale al historiador: ¿Por qué se usa R para los sustituyentes de hidrocarburos?", Journal of Chemical Education , 87 : 360–361. Disponible en: Universidad de Cincinnati.
- ↑ Jensen, WB (2010). "¿Por qué se usa "R" para simbolizar los sustituyentes de hidrocarburos?". Journal of Chemical Education . 87 (4): 360– 361. Bibcode : 2010JChEd..87..360J . doi : 10.1021/ed800139p .
- ↑ El primer uso de la letra X para denotar grupos electronegativos monovalentes apareció en:
- Stanislao Cannizzaro (1858) "Sunto di un corso di filosofia chimica, fatto nella R. Universita di Genova" (Bosquejo de un curso de filosofía química, ofrecido en la Universidad Real de Génova), Il Nouvo Cimento (El nuevo experimento), 7 : 321–366. De la página 355: "... X indica tutto ciò che vi è nella molecola, oltre l'idrogeno Metallico..." (... X representa todo lo que hay en la molécula, aparte del hidrógeno metálico...).
- ↑ Ertl, P. (2003). "Análisis quimioinformático de sustituyentes orgánicos: identificación de los sustituyentes más comunes, cálculo de las propiedades de los sustituyentes e identificación automática de grupos bioisostéricos similares a fármacos". Journal of Chemical Information and Modeling . 43 (2): 374– 380. doi : 10.1021/ci0255782 . PMID 12653499 .
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