Názvosloví derivátů arenů

Názvosloví derivátů arenů je součástí organického chemického názvosloví a určuje názvy derivátů arenů podle vzájemné polohy jiných než vodíkových substituentů na aromatických jádrech.

Ortho-, meta- a para-substituce
Související informace naleznete také v článku Elektrofilní aromatická substituce.
Hlavní druhy substituce arenů
  • U ortho-substituce jsou substituenty navázány na sousední pozice, které tak lze očíslovat 1 a 2. Na obrázku vpravo jsou tyto pozice označeny R a ortho.
  • U meta-substituce jsou substituenty na pozicích 1 a 3 (R a meta na obrázku vpravo).
  • Při para-substituci se substituenty nacházejí na opačných koncích (1 a 4, na obrázku R a para).

Jako příklady lze uvést jednotlivé izomery toluidinů.

Příprava

Skupiny dodávající elektrony, jako jsou amino-, hydroxylové, alkylové a fenylové, řídí elektrofilní substituce do poloh ortho a para a skupiny, které elektrony odtahují (snižují elektronovou hustotu), například nitro, nitrily a ketony, většinou řídí substituce do poloh meta.

Vlastnosti

I když přesný vliv na vlastnosti závisí na konkrétní sloučenině, tak platí, že u jednoduchých disubstituovaných arenů mají všechny tři izomery podobné teploty varu. Liší se ovšem teploty tání, jež bývají obvykle nejvyšší u para izomerů, které také bývají nejméně rozpustné v daném rozpouštědle.[1]

Oddělení ortho a para izomerů

Protože skupiny dodávající elektrony řídí substituce do poloh ortho i para, tak je v organické syntéze častá potřeba je od sebe oddělit. Toto oddělení se dá provést několika způsoby:

  • Jednotlivé izomery se často dají izolovat sloupcovou chromatografií, protože ortho izomer je zpravidla polárnější než para.
  • Rekrystalizaci lze použít k získání čistých para produktů na základě toho, že jsou méně rozpustné než ortho izomery a krystalizují tak dříve; je ovšem třeba zabránit kokrystalizaci s ortho izomerem.[2]
  • Mnoho nitrosloučenin má ortho a para izomery s výrazně odlišnými teplotami varu, které tak je možné oddělit destilací. Z těchto izomerů se dají vytvořit diazoniové soli a následně připravit další ortho či para sloučeniny.[3]

Ipso, meso a peri substituce
  • ipso-substituce
  • meso-substituce
  • peri-substituce
  • Ipso-substituce nastává, pokud jsou během elektrofilní aromatické substituce dva substituenty v meziproduktu navázány na stejný atom uhlíku. Trimethylsilylové, terc-butylové a isopropylové skupiny mohou vytvářet stabilní karbokationty a jsou tak ipso-řídicími skupinami.
  • Meso-substituce nastává. pokud je substituent na benzylové pozici. Mezi sloučeniny, u kterých se vyskytuje, patří kalixareny a akridiny.
  • Peri-substituce se vyskytují u naftalenů při navazování skupin do poloh 1 a 8.

Cine a tele substituce
  • U cine-substituce se nově navazovaná skupina navazuje vedle místa, kde je přítomna odstupující skupina; vytváří se mimo jiné v reakcích arynů.[4]
  • Tele-substituce nastává, pokud se nová skupina naváže na uhlík vzdálený od odstupující skupiny o více než jeden atom.[5]

Původ označení

Předpony ortho, meta a para jsou řeckého původu a znamenají správný, následující a vedle. Označení ortho se používalo pro původní sloučeninu an izomer býval často pojmenováván jako meta sloučenina, například triviální názvy kyselina orthofosforečná a kyselina trimetafosforečná nemají nic společného s aromatickými sloučeninami. Označení para pouze pro navzájem podobné sloučeniny., takže například Jöns Jakob Berzelius označil v roce 1830 racemickou kyselinu aspartovou jako kyselinu „paraaspartovou“. Používání předpon ortho, meta a para k odlišování izomerů disubstitovaných aromatických kruhů zavedl Wilhelm Körner roku 1867, kdy ovšem použil označení ortho pro 1,4-izomer a meta pro 1,2-izomer.[6][7] Karl Gräbe v roce 1869, jako první použil předpony ortho-, meta- a para- k odlišení poloh substituentů na disubstituovaném aromatickém jádru (zde šlo o naftalen).[8] V roce 1870 Viktor Meyer jako první použil Gräbeovo názvosloví u benzenu.[9] Současná podoba tohoto označování se zavedla v roce 1879.[10]

Příklady

Jako příklady použití uvedeného názvosloví jsou zde použity kresoly, C6H4(OH)(CH3):

Existují tři navzájem izomerní benzendioly (C6H4(OH)2) – ortho izomer pyrokatechol, meta izomer resorcinol a para izomer hydrochinon:

  • pyrokatechol
  • resorcinol
  • hydrochinon

Tři substituční izomery má také benzendikarboxylová (C6H4(COOH)2), ortho izomer kyselina ftalová, meta izomer kyselina isoftalová a para izomer kyselina tereftalová:

  • kyselina ftalová
  • kyselina isotalová
  • kyselina tereftalová

Tato označení lze také použít pro šestičlenné aromatické heterocykly, jako jsou pyridin, kde je heteroatom (zde dusík) považován za substituent, například nikotinamid a kyselina nikotinová mají meta substitutuenty a kation pralidoximu má na pyridinovém jádru substituent typu ortho.

  • kyselina nikotinová
  • nikotinamid
  • pralidoxim

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Arene substitution pattern na anglické Wikipedii.

  1. Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch.9, p. 250
  2. Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch. 10, p. 290
  3. Morrison and Boyd, Organic Chemistry, Allyn and Bacon Inc, Boston, 1959. Ch. 21, pp. 573-574.
  4. The IUPAC Compendium of Chemical Terminology: The Gold Book. Příprava vydání Victor Gold. 4. vyd. Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Dostupné online. DOI 10.1351/goldbook.c01081. (anglicky) DOI: 10.1351/goldbook.
  5. The IUPAC Compendium of Chemical Terminology: The Gold Book. Příprava vydání Victor Gold. 4. vyd. Research Triangle Park, NC: International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) Dostupné online. DOI 10.1351/goldbook.t06256. (anglicky) DOI: 10.1351/goldbook.
  6. Wilhelm Körner (1867) "Faits pour servir à la détermination du lieu chimique dans la série aromatique", Bulletins de l'Académie royale des sciences, des lettres et des beaux-arts de Belgique, 2nd series, 24 : 166-185)
  7. Hermann von Fehling, ed., Neues Handwörterbuch der Chemie (Braunschweig, Germany: Friedrich Vieweg und Sohn, 1874), vol. 1
  8. Graebe (1869) "Ueber die Constitution des Naphthalins", Annalen der Chemie und Pharmacie, 149 : 20-28
  9. Victor Meyer (1870) "Untersuchungen über die Constitution der zweifach-substituirten Benzole", Annalen der Chemie und Pharmacie, 156 : 265-301
  10. William B. Jensen (March 2006) "The origins of the ortho-, meta-, and para- prefixes in chemical nomenclature," Journal of Chemical Education, 83 (3) : 356.

Související články
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.