Descriptor (química)

Véase: isomería cis-trans

Los descriptores cis (latín, de este lado de ) ^{[ 2 ]} y trans (latín, sobre, más allá ) ^{[ 3 ]} se utilizan en diversos contextos para la descripción de configuraciones químicas: ^{[ 4 ] [ 5 ]}

En química estructural orgánica , la configuración de un doble enlace se puede describir con cis y trans , siempre que presente un patrón de sustitución simple con solo dos residuos. La posición relativa de dos residuos en diferentes puntos de un sistema de anillos o una molécula más grande también se puede describir con cis y trans si la configuración de la estructura es rígida y no permite una inversión simple.

En la química de complejos inorgánicos , los descriptores cis y trans se utilizan para caracterizar los isómeros posicionales en complejos octaédricos con configuración A ₂ B ₄ X o complejos plano-cuadrados con configuración A ₂ B _{2 X.}

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  Complejo octaédrico con configuración cis
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  Complejo octaédrico con configuración trans
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  Complejo plano cuadrado: cisplatino

La presentación tipográfica de cis y trans aparece en cursiva y en minúsculas.

La nomenclatura cis / trans no es inequívoca para los enlaces dobles más sustituidos y hoy en día ha sido reemplazada en gran medida por la nomenclatura ( E )/( Z ). ^{[ 6 ]}

Ver: Notación E - Z

Los descriptores ( E ) (del alemán entgegen , 'opuesto') y ( Z ) (del alemán zusammen , 'juntos') se utilizan para proporcionar una descripción distinta del patrón de sustitución para alquenos , cumulenos u otros sistemas de doble enlace como las oximas . ^{[ 7 ]}

La atribución de ( E ) o ( Z ) se basa en la posición relativa de los dos sustituyentes de mayor prioridad a cada lado del doble enlace, mientras que la prioridad se basa en la nomenclatura Cahn-Ingold-Prelog (CIP). La nomenclatura ( E )/( Z ) se puede aplicar a cualquier sistema de doble enlace (incluidos los heteroátomos ), pero no a sistemas de anillos sustituidos . Los descriptores ( E ) y ( Z ) siempre se escriben con mayúscula inicial, en cursiva y entre paréntesis, que se colocan como cualquier otro localizador o coma.

Ver: Patrón de sustitución de Arene

La abreviatura o- (abreviatura de orto , del griego antiguo ὀρθός , que significa "vertical, recto"), ^{[ 8 ]} m- ( meta , μετά , (aproximadamente) "entre") ^{[ 9 ]} y p- ( para , παρά , "adyacente, al lado") ^{[ 10 ]} describen los tres posibles isómeros posicionales de dos sustituyentes en un anillo de benceno . Estos suelen ser dos sustituyentes simples independientes, pero en el caso de sistemas de anillos fusionados, también se menciona la fusión orto, a menos que el patrón de sustitución se considere en el nombre, como en [2.2]paraciclofano . En la nomenclatura sistemática de la IUPAC, o- , m- y p- se reemplazan generalmente por localizadores numéricos ( 1,3-dinitrobenceno en lugar de m -dinitrobenceno). ^{[ 11 ]}

o -, m - y p - (escritas orto -, meta - y para -) se escriben en minúsculas y en cursiva.

Véase: Isomería endo - exo

exo (del griego = fuera) ^{[ 12 ]} o endo (del griego endon = dentro) ^{[ 13 ]} denota la configuración relativa de los compuestos bicíclicos con puente. La posición de un sustituyente en el anillo principal con respecto al puente más corto es decisiva para la asignación de exo o endo (según la IUPAC: el puente con los dígitos localizadores más altos ^{[ 14 ]} en el sistema de anillos con puente). El sustituyente que se va a clasificar se le atribuye el descriptor exo cuando está frente al puente. Se configura como endo cuando está frente al puente. Si dos sustituyentes diferentes se encuentran en el mismo átomo de C, la asignación exo / endo se basa en el sustituyente con mayor prioridad según las reglas CIP.

Si un sistema bicíclico con puente lleva un sustituyente en el puente más corto, no se puede usar el descriptor exo o endo para su asignación. Dichos isómeros se clasifican por la notación syn / anti . ^{[ 14 ]} Si el sustituyente que se va a asignar apunta hacia el anillo con el mayor número de segmentos, está configurado syn (del griego syn = juntos). ^{[ 15 ]} De lo contrario, se le atribuye el descriptor anti (del griego anti = contra). ^{[ 16 ]} Si ambos anillos poseen el mismo número de segmentos, se elige el anillo con el sustituyente más significativo según las reglas CIP.

El uso de syn y anti para indicar la configuración de los dobles enlaces está actualmente obsoleto, especialmente en el caso de aldoximas e hidrazonas derivadas de aldehídos . En estos casos, los compuestos se designaban como configurados como syn cuando el H del aldehído y el O (de la oxima) o el N (de la hidrazona) estaban alineados en configuración cis . Estos compuestos se describen ahora mediante la nomenclatura ( E )/( Z ). Por lo tanto, las aldoximas e hidrazonas clasificadas como syn se describen ahora como configuradas como ( E ). ^{[ 15 ]}

Cuando se habla de diastereómeros, se utilizan los términos syn y anti para describir grupos situados en el mismo sitio o en sitios opuestos en la proyección en zigzag; véase Diastereómero#Syn/anti.

Syn y anti siempre se escriben en minúscula y en cursiva, los localizadores (si se usan) se colocan delante de la palabra y se separan con guiones.

Los términos fac (del latín facies , 'cara externa') ^{[ 17 ]} y mer (de 'meridional') ^{[ 18 ]} pueden especificar la disposición de tres ligandos idénticos alrededor del átomo central en complejos octaédricos. Hoy en día, esta nomenclatura se considera obsoleta, pero aún es permisible. ^{[ 19 ] [ 20 ]} El prefijo fac describe la situación en la que los tres ligandos idénticos ocupan los tres vértices de una superficie triangular octaédrica. En la configuración mer, los tres ligandos abarcan un plano en el que se encuentra el átomo central.

• 
  fac -[CoCl ₃ (NH ₃ ) ₃ ]
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  mer -[CoCl ₃ (NH ₃ ) ₃ ]

Las palabras fac y mer se anteponen en minúscula y en cursiva al nombre del complejo.

Los prefijos n (normal), iso (del griego antiguo ἴσος , que significa "igual"), ^{[ 21 ]} neo ( νέος , "joven, nuevo") ^{[ 22 ]} y cyclo ( κύκλος , "círculo") ^{[ 23 ]} se utilizan principalmente para describir la disposición de los átomos, generalmente de los átomos de carbono en el esqueleto de carbono. n , iso y neo ya no se utilizan en la nomenclatura sistemática, pero todavía se usan con frecuencia en nombres triviales y en la jerga de laboratorio.

El prefijo n describe un esqueleto de carbono de cadena lineal sin ramificaciones, mientras que iso describe un esqueleto ramificado, sin especificar más detalles. En términos más generales, iso es un compuesto isómero del compuesto n (un compuesto en el que se reordenan átomos o grupos atómicos individuales).

Neo es un término genérico para "nuevo", generalmente sustancias producidas sintéticamente o isómeros de compuestos n conocidos desde hace tiempo o sustancias naturales (por ejemplo , neomentol derivado del mentol o ácido neoabiético del ácido abiético ). Según la IUPAC, neo solo se recomienda en neopentano o en el residuo de neopentilo. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

El prefijo ciclo se usa frecuentemente para todos los compuestos cíclicos y heterocíclicos. En muchos nombres propios de sustancias químicas, ciclo no se usa como prefijo, sino que forma parte directamente del nombre, por ejemplo, en ciclohexano o ciclooctatetraeno.

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  n -pentano
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  Isopentano
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  Neopentano
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  ciclopentano

Mientras que n , iso y neo se escriben en minúsculas y cursivas, para ciclo esto solo ocurre en compuestos inorgánicos. ^{[ 26 ]} En compuestos orgánicos, "ciclo" se usa frecuentemente como componente del nombre, sin separarse por un guion y también se considera en la ordenación alfabética.

Los prefijos sec y tert se utilizan para indicar el entorno del sustituyente en una molécula. Por lo tanto, no se describe la posición exacta del sustituyente, sino únicamente el patrón de sustitución del átomo adyacente (generalmente un átomo de carbono). En el n -butanol, el grupo OH está unido a un átomo de carbono primario ; en el sec -butanol, a un carbono secundario; y en el tert -butanol, a un átomo de carbono terciario .

• 
  n -butanol
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  sec -butanol
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  terc -butanol

Los términos sec y tert se consideran obsoletos y solo deben usarse para grupos sec-butoxi, sec-butilo ^{[ 27 ] [ 28 ] o terc-butilo no sustituidos. [ 29 ] [ 28 ]} Existen varias grafías como "sec-butilo", "s-butilo", "sBu" o "bus", que también se consideran obsoletas. ^{[ 30 ] [ 31 ]}

El prefijo "espiro" seguido de un descriptor de Von-Baeyer describe, en la nomenclatura de compuestos orgánicos, sistemas de anillos unidos por un único átomo común: el átomo espiro. Si la molécula contiene varios átomos espiro, al prefijo "espiro" se le añade un prefijo ("dispiro", "trispiro", etc.) que corresponde al número de átomos espiro. Normalmente, "espiro" se utiliza como prefijo estándar. ^{[ 32 ]}

El término catena (del latín: "cadena") se utiliza en la nomenclatura inorgánica ^{[ 33 ]} para describir polímeros lineales, similares a cadenas, formados por unidades poliatómicas idénticas. ^{[ 34 ]} Un ejemplo son los catenatrifosfazenos. ^{[ 35 ] [ 36 ]} Compuestos relacionados en química orgánica son los catenanos .

La notación sn significa numeración estereoselectiva e indica una forma particular de numerar los átomos de carbono en una molécula basada en glicerol .

Véase: Reglas de prioridad de Cahn–Ingold–Prelog

Los descriptores estereoquímicos ( R ) (del latín rectus = derecha) y ( S ) (del latín sinister = izquierda) ^{[ 37 ]} se utilizan para describir la configuración absoluta de un estereocentro (generalmente un átomo de carbono quiral). ^{[ 38 ]} Para ello, todos los sustituyentes del estereocentro se priorizan según las reglas CIP y el sustituyente con la prioridad más baja ("D") se apunta hacia atrás (alejándose de la dirección de observación). El estereocentro tiene configuración ( S ) si los sustituyentes restantes describen un círculo con prioridad descendente ("A" → "B" → "C") hacia la izquierda. La configuración ( R ) se asigna al estereocentro si la dirección de rotación se dirige hacia la derecha.

Si una molécula contiene varios estereocentros, debe colocarse un localizador antes del descriptor (por ejemplo, en (1 R , 2 S )-2-amino-1-fenilpropan-1-ol, la designación sistemática de la norefedrina ). Si todos los estereocentros tienen la misma configuración, se puede omitir la nomenclatura de los localizadores y utilizar la notación "all- R " o "(all- S )".

Tipográficamente, ( R ) y ( S ) se colocan en mayúsculas y cursiva; los localizadores que frecuentemente los preceden, los paréntesis que los encierran y las comas, por otro lado, se colocan de forma normal.

Ejemplos de moléculas con átomos pseudoasimétricos

Tropina

1,2,3-triclorociclopentano totalmente cis

Los descriptores ( r ) y ( s ) se utilizan para describir la configuración absoluta de centros pseudoasimétricos. ^{[ 39 ]} La pseudoasimetría se produce cuando cuatro sustituyentes diferentes están unidos a un átomo de carbono, dos de los cuales difieren solo por su configuración estereoquímica absoluta. Ejemplos de tales son compuestos meso como los alcaloides tropánicos ; el compuesto principal es la tropina , cuyo nombre sistemático es (1R , 3r , 5S ) -8-metil-8-azabiciclo[3.2.1]octano-3-ol. En esta estructura, el átomo C3 —el carbono al que está unido el grupo hidroxilo— es pseudoasimétrico; por lo tanto, el descriptor estereoquímico en el nombre sistemático se escribe en cursiva minúscula en lugar de cursiva mayúscula como para los átomos quirales regulares.

Véase: Proyección de Fischer

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  Construcción de la proyección de Fischer
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  D - glucosa en la proyección de Fischer. Rojo: Grupo de máxima prioridad, Azul: Para la determinación del grupo relevante D -/ L -, Violeta: Grupo con átomo de carbono aquiral

Los estereodescriptores D- (del latín dexter, derecha) y L- (del latín laevus, izquierda) se utilizan para describir la configuración de los α-aminoácidos y azúcares. ^{[ 40 ]} En primer lugar, la molécula tridimensional debe transformarse en una notación definida como una imagen bidimensional ("proyección de Fischer"). ^{[ 41 ]} Para ello, el átomo de carbono con la mayor prioridad según las reglas de nomenclatura habituales se coloca en la parte superior y la cadena de carbono restante se coloca verticalmente debajo. El átomo de carbono quiral más alejado del grupo con la mayor prioridad se utiliza para la asignación de D- o L- . Si el residuo situado en este átomo de carbono (normalmente un grupo OH) apunta hacia la izquierda, la molécula procede de la serie L. Si el residuo apunta hacia la derecha, se utiliza el descriptor D- . ^{[ 42 ]}

Los descriptores D- y L- se escriben en mayúsculas pequeñas y se separan del resto del nombre mediante un guion. ^{[ 43 ]}

A veces, los estereodescriptores D y L en minúscula mencionados anteriormente se confunden erróneamente con los estereodescriptores d y l en cursiva obsoletos, que son equivalentes a la rotación óptica dextrorrotatoria y levorrotatoria , es decir, los estereodescriptores (+) y (−), respectivamente.