Основные принципы номенклатуры органических соединений

При построении названия по МН используются следующие операции:

1) выбор главной цепи,

2) нумерация цепи,

3) построения названия.

I. Выбор главной цепи: она не всегда самая длинная, но обязательно должна содержать старшую функциональную группу.

II.Нумерация цепи: главная функциональная группа должна иметь наименьший номер.

III.Название соединения.

При этом название состоит из следующих блоков:

Ключевым моментом в составлении названия является выбор основной цепи.

Алгоритм выбора основной цепи:

1) В основную цепь должна входить старшая характеристическая группа

2) В нее должны максимально быть включены кратные связи

3) Основная цепь должна быть максимально длинной

4) Выбирают самую разветвленную цепь.

5) Цепь нумеруется так, чтобы сумма номеров заместителей была наименьшей. В качестве примера назовем следующее соединение:

пентен-4–ол-2

Сопряженные системы - это системы с чередующимися двойными и одинарными связями. Они могут быть открытыми и закрытыми. Открытая система имеется в диеновых углеводородах (УВ).

Сопряжение – процесс энергетически выгодный, энергия (Е) при этом выделяется.

Ароматичность. Это понятие, включающее различные свойства ароматических соединений.

Условия ароматичности:

1) плоский замкнутый цикл;

2) все атомы С находятся в sp²-гибридизации;

3) образуется единая сопряженная система всех атомов цикла;

4) выполняется правило Хюккеля: в сопряжении участвуют (4n + 2)р-электронов, где n = 1, 2, 3

5) Простейший представитель ароматических углеводородов – бензол. Он соответствует всем четырем условиям ароматичности.

Правило Хюккеля: 4n + 2 = 6, n = 1.

Взаимное влияние атомов. Причиной смещения валентных электронов в

молекуле является различие в электроотрицательности элементов,

образующих молекулу.

Взаимное влияние атомов в молекуле передается двумя путями:

индуктивным и мезомерным эффектами.

Индуктивный эффект (I-эффект) – это передача электронного влияния заместителей по цепи σ-связей.

Электрооттягивающие заместители снижают элекронную плотность в системе σ-связей, и их называют электроноакцепторными, вызывая (-I) эффект. К ним относят: Hal, -OH, -OR, -NH₂, -COH, -COOH, -NO₂, -SO₃H.

Элекроноподающие заместители повышают электроннную плотность в цепи σ-связей по сравнению с атомом водорода, т. е. проявляют +I эффект и являются элекронодонорными. К ним относятся атомы с низкой электроотрицательностью (алкил-радикалы, металлы), а также отрицательно заряженные атомы или группы, обладающие избытком электронной плотности, которую они стремятся перераспределить на соседние связи.

Мезомерный эффект, или эффект сопряжения (М-эффект), - это передача электронного влияния эаместителей по сопряжённой системе. Заместители влияют на одни и те же положения в кольце, но с различным результатом. Часть из них, которые имеют +М- и +I-эффекты, увеличивают электронную плотность в кольце в целом, и по о- и п-положениям относительно себя, в частности. Заместители подразделяют на две группы в зависимости от проявляемого ими эффекта (мезомерного или индуктивного): электронодонорные и электроноакцепторные. Электронодонорные заместители проявляют +М- и +I-эффект и повышают электронную плотность в сопряженной системе. К ним относятся гидроксильная группа —ОН и аминогруппа —NН₂. Неподеленная пара электронов в этих группах вступает в общее сопряжение с p -электронной системой бензольного кольца и увеличивает длину сопряженной системы. В результате электронная плотность сосредоточивается в орто- и пара-положениях:

Алкильные группы не могут участвовать в общем сопряжении, но они проявляют +I-эффект, под действием которого происходит аналогичное перераспределение p -электронной плотности.

Электроноакцепторные заместители проявляют - М-эффект и снижают электронную плотность в сопряженной системе. К ним относятся нитрогрупла —NO₂, сульфогруппа —SO₃Н, альдегидная —СНО и карбоксильная —СООН группы.

Эти заместители образуют с бензольным кольцом общую сопряженную систему, но общее электронное облако смещается в сторону этих групп. Таким образом, общая электронная плотность в кольце уменьшается, причем меньше всего она уменьшается в мета-положениях:

Полностью галогенизированные алкильные радикалы (например, —ССl₃) проявляют -I-эффект и также способствуют понижению электронной плотности кольца.

Закономерности преимущественного направления замещения в бензольном кольце называют правилами ориентации.

Заместители, обладающие +I-эффектом или +М-эффектом, способствуют электрофильному замещению в орто- и пара-положениях бензольного кольца и называются заместителями (ориентантами) первого рода:

Заместители, обладающие -I-эффектом или -М-эффектом, направляют электрофильное замещение в мета-положения бензольного кольца и называются заместителями (ориентантами) второго рода:

Так, толуол, содержащий заместитель первого рода, нитруется и бромируется в пара- и орто-положения:

Нитробензол, содержащий заместитель второго рода, нитруется и бромируется в мета-положение:

Помимо ориентирующего действия заместители оказывают влияние и на реакционную способность бензольного кольца: ориентанты 1-го рода (кроме галогенов) облегчают вступление второго заместителя; ориентанты 2-го рода (и галогены) затрудняют его.