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Para conocer la técnica de audio conocida como encadenamiento lateral, consulte Compresión de rango dinámico § Encadenamiento lateral . Para conocer otros significados, consulte Sustitución (desambiguación) .

Un sustituyente es uno o un grupo de átomos que reemplaza (uno o más) átomos de hidrógeno en la cadena original de un hidrocarburo , convirtiéndose así en un resto en la (nueva) molécula resultante . (En química orgánica y bioquímica , los términos sustituyente y grupo funcional , así como cadena lateral y grupo colgante , se usan casi indistintamente para describir esas ramas de la estructura original, [1] aunque se hacen ciertas distinciones en la química de polímeros .[2] En los polímeros , las cadenas laterales se extienden desde laestructura principal . En las proteínas , las cadenas laterales están unidas a losátomos de carbono alfa de lacolumna vertebralde los aminoácidos ).

El sufijo -yl se usa al nombrar compuestos orgánicos que contienen un enlace sencillo que reemplaza a un hidrógeno; -ilideno y -ilidino se utilizan con dobles enlaces y triples enlaces , 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 dicha información para distinguir entre isómeros . El efecto polar ejercido por un sustituyente es una combinación del efecto inductivo y el efecto mesomérico . Efectos estéricos adicionales resultado del volumen ocupado por un sustituyente.

Las frases más sustituidas y menos sustituidas se utilizan con frecuencia para describir o comparar moléculas que son productos de una reacción química . En esta terminología, el metano se utiliza como referencia de comparación. Usando metano como referencia, para cada átomo de hidrógeno que es reemplazado o "sustituido" por otra cosa, se puede decir que la molécula está más altamente 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 principal producto de reacción es el alqueno con el doble enlace más sustituido (más estable).

Nomenclatura [ editar ]

El sufijo -yl se usa en química orgánica para formar nombres de radicales , ya sea especies separadas (llamadas radicales libres ) o partes de moléculas unidas químicamente (llamadas mitades ). Que se remonta al antiguo nombre de metanol , "metileno" (del griego antiguo : μέθυ Methu , 'vino' y ὕλη hule , [3] 'madera', 'bosque'), que llegó a ser acortado a " metilo " en nombres compuestos, de los cuales -ylfue extraído. Varias reformas de la nomenclatura química eventualmente generalizaron 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, normalmente, en el sustituyente). Según las recomendaciones de la UIQPA de 1993 : [4]

  • -yl significa que se reemplaza un hidrógeno.
  • -ilideno significa que dos hidrógenos se reemplazan por un doble enlace entre el padre y el sustituyente.
  • - ilidina significa que tres hidrógenos son reemplazados por un triple enlace entre el padre y el sustituyente.

El sufijo -ylid ine se encuentra de forma esporádica, y parece ser una variante de "ilideno"; [5] no se menciona en las directrices de la IUPAC.

Para múltiples enlaces del mismo tipo, que unen el sustituyente al grupo parental , se utilizan los prefijos di- , tri- , tetra- , etc.,: -diilo (dos enlaces sencillos), -triilo (tres enlaces sencillos), -tetrailo (cuatro enlaces simples), -diilideno (dos enlaces dobles).

Para enlaces múltiples de diferentes tipos, se agregan múltiples sufijos: - ililideno (uno simple y uno doble), -ililidino (uno simple y uno triple), -diililideno (dos simples y uno doble).

El nombre del compuesto principal se puede modificar de dos formas:

  • Para muchos compuestos comunes, el sustituyente está enlazado en un extremo (la posición 1) e históricamente no está numerado en el nombre. Los IUPAC 2013 Reglas [6] sin embargo no requieren un explícito localizador para la mayoría de sustituyentes en un nombre IUPAC preferido . El nombre del sustituyente se modifica eliminando -ane (ver alcano ) y agregando el sufijo apropiado. Esto es "recomendado sólo para grupos sustituyentes de hidrocarburos monocíclicos y acíclicos saturados y para los hidruros parentales mononucleares de silicio, germanio, estaño, plomo y boro". Por lo tanto, si hay un ácido carboxílico llamado " ácido X -ic", un alcoholterminando con " X -anol" (o " X- alcohol etílico"), o un alcano llamado " X -ano", entonces " X -ilo" denota típicamente la misma cadena de carbono que carece de estos grupos pero modificada por la unión a alguna otra molécula parental .
  • El método más general omite solo el terminal "e" del nombre del sustituyente, pero requiere la numeración explícita de cada prefijo yl , incluso en la posición 1 (excepto para -ilidino, que como triple enlace debe terminar la cadena de carbono del sustituyente). Pentan-1-yl es un ejemplo de un nombre por este método, y es sinónimo de pentyl de la guía anterior.

Tenga en cuenta que algunos términos populares como " vinilo " (cuando se usan para significar "polivinilo") representan solo una parte del nombre químico completo.

Sustituyentes de metano [ editar ]

De acuerdo con las reglas anteriores, un átomo de carbono en una molécula, considerado como un sustituyente, tiene los siguientes nombres según la cantidad de hidrógenos unidos a él y el tipo de enlaces formados con el resto de la molécula:

CH
4		metanosin lazos
- CH
3		grupo metilo o metaniloun enlace sencillo a un átomo que no es de hidrógeno
= CH
2		grupo metileno o metanilideno o metilidenoun doble enlace
- CH
2-		puente de metileno o metandiilo o metdiilodos enlaces simples
≡CHgrupo metanilidino o metilidinoun triple enlace
= CH−grupo metino o metanililideno o metililidenoun enlace simple y un enlace doble
> CH−grupo metantriilo o metriilotres enlaces simples
≡C−grupo metanililidina o metililidinaun enlace triple y un enlace sencillo
= C =grupo metandiilideno o metdiilidenodos dobles enlaces
> C =grupo methandiylylidene o metdiylylidenedos enlaces simples y un enlace doble
> C <grupo metantetrailo o mettetrailocuatro enlaces simples

Estructuras [ editar ]

En una fórmula estructural química , un sustituyente orgánico como metilo , etilo o arilo se puede escribir como R (o R 1 , R 2 , etc.) Es un marcador de posición genérico, el R derivado de radical o resto , que puede reemplazar cualquier parte de la fórmula que el autor considere conveniente. El primero en utilizar este símbolo fue Charles Frédéric Gerhardt en 1844. [7]

El símbolo X se usa a menudo para denotar sustituyentes electronegativos como los haluros . [8] [9]

Distribución estadística [ editar ]

Un estudio de quimioinformática identificó 849,574 sustituyentes únicos de hasta 12 átomos que no son de hidrógeno y que contienen solo carbono , hidrógeno , nitrógeno , oxígeno , azufre , fósforo , selenio y los halógenos en un conjunto de 3,043,941 moléculas. Cincuenta sustituyentes se pueden considerar 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 primeros más comunes son el metilo , fenilo , cloro , metoxi e hidroxilo.sustituyentes. El número total de sustituyentes orgánicos en la química orgánica se estima en 3,1 millones, lo que crea un total de 6,7 × 10 23 moléculas. [10] 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 ).

Ver también [ editar ]

  • Los grupos funcionales son un subconjunto de sustituyentes

Referencias [ editar ]

  1. ^ DR Bloch (2006). Química orgánica desmitificada . ISBN 978-0-07-145920-4.
  2. ^ Jenkins, AD; Kratochvíl, P .; Stepto, RFT; Suter, UW (1996). "PAC, 1996, 68, 2287. Glosario de términos básicos en la ciencia de los polímeros (Recomendaciones IUPAC 1996)" . Química pura y aplicada . 68 (12): 2287–2311. doi : 10.1351 / pac199668122287 . Esto distingue a un grupo colgante como ni oligomérico ni polimérico, mientras que una cadena colgante debe ser oligomérica o polimérica.
  3. ^ Este nombre surgió a través de un error de lenguaje griego: ὕλη ( hȳlē ) significa "madera" ( "bosque"), ξυλο- ( xilo -) significa "madera" (la sustancia)
  4. ^ IUPAC (1997) [1993]. "Nombres de prefijo de sustituyente R-2.5 derivados de hidruros parentales" . Una guía para la nomenclatura de compuestos orgánicos de la IUPAC (Recomendaciones 1993) . Publicaciones científicas de Blackwell; Desarrollo de química avanzada, Inc.
  5. ^ Labase de datos PubChem enumera 740,110 resultados para -ilideno , de los cuales 14 tienen sinónimos donde el sufijo se reemplaza por -ilidina . Otros 4 resultados contienen -ilidina sin incluir -ilideno como sinónimo.
  6. ^ Nomenclatura de la 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 9781849733069. OCLC  865143943 .CS1 maint: others (link)
  7. ^ 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 éléments combustibles par R, sans tenir comptes des proporions atomiques de carbone et d'hydrogène, sobre 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) "Pregúntele al historiador: ¿Por qué se usa R para los sustituyentes de hidrocarburos?", Journal of Chemical Education , 87 : 360–361. Disponible en: Universidad de Cincinnati.
  8. ^ Jensen, WB (2010). "¿Por qué se utiliza" R "para simbolizar los sustituyentes de hidrocarburos?". Revista de educación química . 87 (4): 360–361. Código bibliográfico : 2010JChEd..87..360J . doi : 10.1021 / ed800139p .
  9. ^ El primer uso de la letra X para denotar grupos electronegativos univalentes 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 Real Universidad 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 significa todo lo que hay en la molécula, aparte del hidrógeno metálico ...).
  10. ^ Ertl, P. (2003). "Análisis quimioinformático de sustituyentes orgánicos: identificación de los sustituyentes más comunes, cálculo de propiedades de los sustituyentes e identificación automática de grupos bioisostéricos similares a fármacos". Revista de información química y modelado . 43 (2): 374–380. doi : 10.1021 / ci0255782 . PMID 12653499 .