Qo ar tp 2014 nomenclatura

Química Orgânica Aromática - FFHA - Dra. Nora Nappa 1

Guía de Prácticos deQuímica Orgánica Aromática

Dra. Nora Nappa

-2014-Equipo de Cátedra Prof. Titular – Lic. Delia Pappano

Prof. Asociado – Dra. Nora Nappa

Universidad Nacional de San Juan

Facultad de Filosofía,

Atomium de Bruselas. Construido para la Exposición General de primera categoría de Bruselas de 1958. Representa una celda unitaria de cristal de hierro ampliado 165 mil millones de veces.

http://es.wikipedia.org/wiki/Exposici%C3%B3n_General_de_primera_categor%C3%ADa_de_Bruselas_%281958%29

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

REGLAMENTO INTERNO DE PRÁCTICOS Y PARCIALES

Condiciones para cursar:Correlativas débiles: Introducción a la Biología y Química InorgánicaCorrelativa fuerte: Química Orgánica Alifática

Prácticos de aula:Se exige asistencia y puntualidad para realizar los prácticos de aula.Una vez concluido el práctico se visarán los ejercicios realizados y en la clase siguiente se tomará ejercitación referida a dicho tema.Las recuperaciones de los prácticos áulicos se realizarán en la semana anterior a la correspondiente fijada para cada parcial y constará de la resolución de ejercitación referida al tema recuperado. Sólo se podrá recuperar un práctico previo a cada parcial.

Prácticos de laboratorio:Se exige asistencia y puntualidad.Para ingresar al laboratorio, el alumno deberá: Presentar la producción requerida correspondiente al trabajo práctico

que se realizará. Presentar un esquema de la técnica a realizar. Contar con los siguientes elementos: Guardapolvo, fósforos, repasador,

detergente

Para aprobar el práctico, se deberá cumplir con las siguientes condiciones:1- Responder correctamente al cuestionario previo2- Realizar satisfactoriamente el práctico de laboratorio3- Presentar el informe de práctico correspondiente.En el informe de los prácticos deberán constar los siguientes ítems:

- Objetivo del práctico- Esquema de la técnica utilizada- Reacciones involucradas- Cálculos estequiométricos y de rendimiento - Observaciones- Conclusiones- El informe se presentará una semana después de realizado el

práctico.

Las recuperaciones de los trabajos prácticos de laboratorio se realizarán en la semana anterior a la correspondiente fijada para cada parcial y constará de la resolución de ejercitación referida al tema recuperado. Sólo se podrá recuperar un práctico previo a cada parcial.

Parciales:Se tomarán dos parciales que se rendirán en la semana siguiente a la finalización de los correspondientes trabajos prácticos. Cada parcial tendrá una recuperación que se tomará en fechas a convenir.

Obtención de boleta:Para obtener la certificación definitiva de la materia, el alumno deberá tener el 100% de prácticos y parciales aprobados.


CRONOGRAMA DE PRÁCTICOS Y PARCIALESSemana Fecha Nombre del práctico Tipo y número de práctico

1 28 de marzo Nomenclatura Práctico Áulico 1

2 4 de abril Nomenclatura Práctico Áulico 1

3 11 de abril Efectos derivados de

desplazamientos electrónicos

Práctico Áulico 2

4 25 de abril TOM Práctico Áulico 3

5 2 de mayo Sustitución electrofílica Práctico Áulico 4

6 9 de mayo 1° Parcial

7 16 de mayo Obtención de α-nitronaftaleno Práctico de laboratorio 1

8 21 de mayo

(miércoles)

Recuperación 1° parcial

9 23 de mayo Obtención de ácido pícrico Práctico de laboratorio 2

10 30 de mayo Obtención de anaranjado de

metilo

Práctico de laboratorio 3

11 6 de junio 2° Parcial Práctico de laboratorio

12 11 de junio

(miércoles)

Recuperación Práctico de laboratorio 4

13 13 de junio Obtención de cafeína Práctico de laboratorio 5


PRÁCTICO ÁULICO Nº 1: NOMENCLATURA DE LOS COMPUESTOS ORGÁNICOS AROMÁTICOS

DERIVADOS BENCÉNICOS

Los compuestos aromáticos son aquellos que poseen una estructura derivada del benceno, sus derivados monosustituidos se nombran de la misma forma que otros hidrocarburos pero usando benceno como nombre padre. Bencenos sustituidos por grupos alquilo se nombran de dos formas diferentes dependiendo del tamaño del grupo alquilo. Si el sustituyente es pequeño (seis átomos de carbono o menos) el compuesto se nombra como un benceno sustituido por el grupo alquilo, por ejemplo, etilbenceno. Si el sustituyente tiene más de 6 carbonos, el compuesto se nombra como un alquilo sustituido por el benceno, por ejemplo, 2-fenildecano. Cuando el benceno se considera un sustituyente, se utiliza el nombre fenil en el nombre del compuesto.

Existen también muchos otros compuestos con nombres comunes que son aceptados por la IUPAC. Algunos de ellos son los siguientes.

Los derivados bencénicos disustituidos se nombran utilizando los prefijos orto-, meta- y para- que se simbolozan o-, m- y p- como se ilustra a continuación:


Ejercitación Nº 1:Escriba las fórmulas desarrolladas correspondientes a:

a) p-metilanilina b) m-xileno c) 2-metilanisold) p-dihidroxibenceno e) terbutilbenceno f) ácido 4-clorobenzoicog) o-isopropiletilbenceno h) alcohol bencílico i) etilfenilcetona

Los derivados de bencenos con más de dos sustituyentes se nombran numerando la posición de cada sustituyente del anillo. La numeración se hace de tal forma que resulten los números más bajos posibles. Los sustituyentes se listan alfabéticamente en el nombre del compuesto. También se puede usar como nombre padre del compuesto el nombre común de un benceno monosustituido (tolueno, fenol, anilina, etc.). En este caso, el sustituyente principal es el que le da el nombre característico al compuesto; como -OH para el fenol y -NH2 para la anilina, y siempre recibe el índice 1.

Los grupos sustituyentes univalentes derivados de hidrocarburos aromáticos, con una valencia libre en un átomo del anillo, se nombran según el siguiente listado. El átomo de carbono que tiene la valencia libre es numerado como 1.


Xilil

Fenil (Ph)Cumenil o-Tolil

Mesitil

-CH2

Bencilo

-CH-

Bencilideno

-C-

Bencenilo

Ejercitación Nº 2: Escriba el/los nombres de los siguientes compuestos.

Cuando los derivados bencénicos poseen dos o más sustituyentes idénticos, el compuesto se nombra como derivado de benceno, dándole igual trato a ambos sustituyentes.

La posición de los sustituyentes se indica por medio de números. Para el caso de disustituciones en posiciones 1,2-, 1,3-, y 1,4- también pueden usarse los prefijos orto, meta o para, sean los sustituyentes iguales o distintos.

Si existen tres sustituyentes idénticos se utilizan los prefijos vec- (vecinal), sim- (simétrico) y asim- (asimétrico).


A B C

D E

F

1,2-dimetilbenceno o xileno no 2-metiltolueno

1,4-divinilbencenono p-vinilestireno

E

1-etil-4-pentilbenceno op-etilpentilbenceno

Vec-trimetilbenceno o1,3,5-trimetilbenceno

GRUPOS FUNCIONALES EN DERIVADOS BENCÉNICOS

Cuando un derivado bencénico posee más de un grupo funcional debe asignársele prioridades diferentes a cada uno de ellos. La tabla 1muestra la prioridad de grupos funcionales principales. La prioridad más elevada se encuentra en la parte superior de la tabla.

Grupo funcional Nombre como sufijo Nombre como prefijo

ácido carboxílico ácido -oico ácido -carboxílico

carboxi

ácido sulfónico ácido -sulfónico sulfo

anhídrido anhídrido -oico anhídrido -carboxílico

éster -oato de / -carboxilato de alcoxicarbonil

halogenuro de acilo halogenuro de -oilo halogenuro de -carbonilo

halocarbonil

amida -amida / -carboxamida amido

nitrilo -nitrilo / -carbonitrilo ciano

diazo diazonio azo

cetona -ona oxo

alcohol -ol hidroxi

fenol -ol hidroxi

tiol -tiol mercapto

amina -amina amino

imina -imina imino

alqueno -eno alquenil

alquino -ino alquinil

alcano -ano alquil


Tabla 1: Prioridad de los grupos funcionales

Algunos grupos funcionales pueden ser citados sólo como prefijos. Ellos son los grupos subordinados que se indican en la tabla 2 y ninguno de ellos tiene prioridad alguna.

Ejercitación Nº 3:Formule las estructuras correspondientes a los siguientes compuestos:

a) 1,3-dibromobenceno b) 1-metil-2-nitrobenceno c) Benzoato de metilo

d) 2-metoxitolueno e) cloruro de benzoilo f) éter feniletílico

DERIVADOS BENCÉNICOS DE INTERÉS

El halógeno puede estar como sustituyente en el anillo aromático o en una cadena lateral; en este último caso los átomos de carbono se diferencian usando letras griegas, por ejemplo:

Si en la estructura tenemos un átomo de cloro los dos isómeros posibles se denominan α-cloroetilbenceno y β-cloroetilbenceno respectivamente.

Hay grupos funcionales que se nombran generalmente como sufijos, es decir después de la estructura base, ejemplos de ellos se muestran en la tabla 3:

Grupo funcional Nombre como sufijo Ejemplo

alcohol carbinol difenilcarbinol

aldehido metilal p-metilfenilmetilal

sulfónico sulfónico ácido bencenosulfónico

cetona cetona difenilcetona

carboxilo metilóico Ácido fenilmetilóico


Grupo funcional Nombre como prefijo

éter alcoxi

halogenuro halo (cloro, bromo, etc.)

nitro nitro

nitroso nitroso

Azida (N3-) azido

Diazo (-N2) diazo

Tabla 2: Grupos funcionales subordinados

׀ ׀-C-C-

β ׀ α ׀

Tabla 3: Grupos funcionales subordinados

ciano nitrilo benzonitrilo

amida amida bencenamida

Ejercitación 4:Escriba las estructuras de los ejemplos dados en la tabla 3

Ejercitación 5:Nombre los compuestos que se presentan a continuación:

a) b) c) d)

e) f) g) h)

Uno de los compuestos nitrogenados más importantes es la anilina, llamada también fenilamina o aminobenceno. Los derivados metilados de la anilina se denominan toluidinas y existen los tres isómeros posibles.

Existe un grupo de compuestos nitrogenados que contienen dos átomos de nitrógenos unidos entre sí mediante un enlace covalente simple. Son las hidracinas y se nombran colocando el nombre de los grupos sustituyentes precedidos por el número del nitrógeno al que están unidos y agregándole la terminación hidracina.

Hay otra familia de compuestos nitrogenados en la que existen dos átomos de nitrógenos unidos entre sí. Una de estas familias de compuestos se llaman sales de diazonio, y constituyen el catión de sales con aniones inorgánicas. La otra familia es la de los azocompuestos en la cual los dos átomos de nitrógeno están unidos entre sí por un enlace covalente doble y el tercer enlace del nitrógeno se une a un resto orgánico, por ejemplo:


Cl -

Cloruro de bencenodiazonio o cloruro de fenildiazonio p-hidroxiazobenceno

NH-NH 1,2-difenilhidracina

Ejercitación 6:Escriba las estructuras de las tres toluidinas y nómbrelas.

Ejercitación 7:Formule de manera desarrollada los siguientes compuestos:

a) 1-fenil-2- tolilhidracina b) 1,1-difenilhidracina c) Cloruro de 2-tolildiazonio

d) p,p´- dimetilazobenceno e) 2-isopropil-3´-metilazobenceno f) azobenceno

HIDROCARBUROS POLINUCLEARES

Existen hidrocarburos con varios anillos tipo bencénicos. En algunos compuestos los anillos están fusionados o condensados y en otros están unidos por un enlace carbono-carbono.

A continuación se ilustran los nombres comunes de algunos compuestos aromáticos policíclicos condensados:

El nombre de los hidrocarburos con el máximo número de dobles enlaces termina en "-eno". La siguiente lista muestra algunos ejemplos.

Pentaleno Indeno

Naphthaleno Azuleno

Heptaleno Bifenileno

Entre los derivados bencénicos no condensados el más representativo es el bifenilo. Este compuesto y la forma de numerar los átomos de carbonos se muestran a continuación.


Criseno

Naftaceno

Naftaleno

Bifenilo

Ejercitación 8:De los nombres de los siguientes compuestos

COMPUESTOS HEROCÍCLICOS PENTATÓMICOSExiste otro grupo de compuestos aromáticos cíclicos que poseen uno o más heteroátomos como parte del anillo.

COMPUESTOS PENTATÓMICOS CON UN SÓLO HETEROÁTOMO

Los nombres de IUPAC de estos compuestos son furano, pirrol y tiofeno cuando el heteroátomo es oxígeno, nitrógeno y azufre, respectivamente.

COMPUESTOS PENTATÓMICOS CON MÁS DE UN HETEROÁTOMO

Los compuestos pentatómicos aromáticos que contienen dos nitrógenos se denominan azoles, y si poseen tres átomos de nitrógeno se llaman triazoles. Si el azol tiene dos átomos de nitrógeno el compuesto se llama imidazol. Si en el anillo existe además del nitrógeno otro heteroátomo se antepone el prefijo que lo nombre, así si el heteroátomo es oxígeno el anillo se llamará oxazol, si es azufre, será tiazol.

Los triazoles presentan estructuras tautoméricas, por lo cual debe especificarse las posiciones en que se encuentran los átomos de nitrógeno, como así también la posición del hidrógeno móvil, a esto se denomina Tautomería. Para nombrar estos compuestos se deben numerar los átomos de nitrógeno a fin de determinar la posición relativa de los mismos en la molécula y también se indica la posición del hidrógeno móvil colocando el número de la posición donde está el hidrógeno seguido de “H”, por ejemplo:


Furano

٠٠

٠٠O

Tiofeno٠٠

٠٠S N

HPirrol

٠٠

OxazolO

٠٠

N

TiazolS

٠٠

N

NH

Imidazol

٠٠

N

Un Triazol

N

H

٠٠H C

C HN

N

1

2

34

5

b)a)

COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS HEXATÓMICOS

A similitud de los compuestos heterocíclicos pentatómicos, existen también ciclos de seis átomos en donde uno o más átomos no son de carbono. Los compuestos más representativos de este grupo lo constituye la piridina y el pirano, cuyas estructuras se muestran a continuación. Para nombrar los derivados se numera el anillo asignando el número 1 al heteroátomo y continuando la numeración en sentido antihorario para piridina y en sentido horario para pirano.

COMPUESTOS HEXATÓMICOS CON MÁS DE UN HETEROÁTOMO

Los anillos heteroatómicos con más de un heteroátomo se nombran como derivados de benceno indicándose las posiciones de los mismos y nombrando “aza” si hay nitrógeno, “oxa” si hay oxígeno y “tia” si hay azufre. Los más comunes son los anillos de seis miembros que contienen dos o tres átomos de nitrógeno.

Cuando existen en un anillo dos o más heteroátomos diferentes la prioridad de los mismos se da en función del número atómico creciente.


1,2,4,1H-Triazol ó1H-1,2,4-Triazol

N

H

٠٠H C

C HN

N

1

2

34

5


N

H C

C HH N

N

1

2

34

5


N

H C

C H2N

N

1

2

34

5

N

Piridina N6

5

4

3

2

1

NN

1,2-DiazabencenoPiridazina

N

N

1,3-DiazabencenoPirimidina

N

N

1,4-DiazabencenoPirazina

NN

1,2,3-Triazabenceno1,2,3-Triazina

N

NN


N

N

N


N

6H-1,2,5-TiadiazinaNO 2,1,4- TiadiazinaNO 1,3,6-Tiadiazina

Pirano

Los sistemas heterocíclicos biológicamente más importantes son los de pirimidina (visto anteriormente) y la purina que es un compuesto heterocíclico condensado.

OTROS COMPUESTOS HETEROCÍCLICOS CONDENSADOS

Existen varios heterociclos con núcleos fusionados que contienen un anillo bencénico y un anillo aromático heterocíclico, muchos de los cuales presentan actividad biológica.

El benzofurano, indol, benzotiofeno y el carbazol son benzoderivados de los heterocíclos monocíclicos. Se nombran numerando los anillos comenzando por el heteroátomo como se muestra a continuación, en tanto los derivados nitrogenados quinolina e isoquinolina, se numeran como en el caso del naftaleno:

SISTEMAS BICÍCLICOS. SPIROCOMPUESTOS

Los spirocompuestos son hidrocarburos cíclicos cuya particularidad es la de compartir un átomo de carbono que forma parte de dos anillos, que pueden ser iguales o distintos.. Estos compuestos pueden contener uno o más átomos spiro por lo cual constituyen monospiros, dispiros, trispiros etc.

El átomo de carbono compartido recibe el nombre de átomo spiro y el enlace unión spiro. El prefijo spiro proviene del latín y significa espiral.

Para nombrar estos compuestos, el nombre raíz corresponde al número total de átomos en ambos anillos. Por ejemplo si el total de átomos de carbonos formando dos anillos es de 9


N

N PurinaN

N

H

Benzotiofeno

S

Carbazol

NH Indol

NH

N Isoquinolina

8

7

6

5 4

3

2

1

Quinolina

N8

7

6

5 4

3

2

1

Benzofurano

O

7

6

54

3

2

1

COMPUESTOS HETEROCÍCLICLOS CONDENSADOS

el compuesto será un spirononano. También se debe tener en cuenta el tamaño de cada anillo para diferenciarlos se cuenta el número de átomos no comunes a cada anillo, y los dos números obtenidos se colocan en la mitad del nombre con paréntesis cuadrados, por ejemplo spiro [4.4] nonano. Siempre la suma de los dos números más uno equivale al número de carbonos en los dos anillos que se le da al nombre raiz: 4 + 4 + 1 = 9.

Se debe tener en cuenta que los paréntesis aparecen en medio del nombre, los números que indican número de átomos están separados por un punto, no por una coma y se ordenan de menor a mayor, por ejemplo spiro[3.5]nonano.

Ejercitación 9:Nombre los compuestos que se dan a continuación:

a b c

Cuando hay sustiuyentes en los anillos, cómo se numeran y se indican las posiciones los mismos?

Cuando existen sustituyentes en un spirocompuesto, la numeración se efectúa colocando el menor número en el carbono contiguo a la unión de los anillos, sigue por el anillo, continúa por la unión y pasa al anillo de mayor tamaño. La numeración se efectúa sobre los dos anillos en el sentido de que se obtenga la menor numeración posible. Por ejemplo:

2,6-dimetilspiro[4.5]decano.

Ejercitación 10: Nombre los siguientes compuestos:

a b c

HIDROCARBUROS CON PUENTE O SISTEMAS BICÍCLICOS


Los sistemas hidrocarbonados alicíclicos que contienen sólo dos anillos, teniendo dos o más átomos de carbono en común, se nombran como una cadena abierta de igual número de átomos de carbonos precedida por el prefijo "biciclo-". El número de átomos de carbonos en cada uno de los tres puentes conectados por dos átomos de carbonos terciarios se indica entre corchetes en orden descendente.

Para numerar estos biciclos se comienza por uno de los nodos o cabeza de puente, siguiendo por la cadena más larga hasta el segundo nodo. Se sigue luego por la cadena de longitud intermedia y se finaliza por la más corta, por ejemplo:

Los compuestos bicíclicos insaturados se nombran de manera análoga a los saturados cambiando la terminación por la correspondiente a los alquenos, indicando la posición del doble enlace, como se indica abajo:

Los compuestos bicíclicos pueden ser representados también de la siguiente manera en la que se muestra cierta pespectiva.

Ejercitación 9:Nombre los compuestos bicíclicos con puente que se presentan a continuación:


d)

ooo

o

Biciclo[ 2.2.2]oct-2-eno

biciclo[2.2.1]heptano

b) a) c)

Biciclo[ 12.2.2]octadeca-1(16),14,17-trieno

o Biciclo[ 12.2.2]octadeca-14,1(16),17-trieno


e) f) h)g)

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