Organica Capítulo 16. 16.1 El grupo carbonilo

Capítulo 16.

16.1 El grupo carbonilo

El grupo carbonilo se introdujo en el Capítulo 5 (Sección 5.9), junto con una breve introducción a la nomenclatura de los aldehídos y cetonas. Este grupo (la unidad C = O) es un grupo polarizada con un δ + de carbono y un oxígeno δ- (ver 1).

Una descripción de unión de un carbonilo se muestra en 1A, donde hay una fuerte unión σ covalente (en rojo) y una más débil π-bond (en amarillo). Como se describe en el capítulo 5, un alqueno tiene un doble enlace (un C = unidad C) con un enlace covalente σ y π-enlace (ver 2A). La unidad de carbonilo es similar, excepto que hay una unidad C = O en lugar de a = unidad C C. Modelo molecular 3 es un mapa de densidad de electrones potencial del formaldehído molécula (1, R = H), y el color rojo entre el C y O indica la presencia de alta densidad electrónica por encima y por debajo del plano de los átomos, en consonancia con el π -enlace.

La principal diferencia entre una unidad de alqueno (C = C, ver 2) y una unidad de carbonilo (C = O, ver 1) es la presencia del oxígeno y su influencia de polarización. Debido a que el carbono carbonilo es δ +, que se dice que es electrófila y reacciona con una especie capaz de donar dos electrones. En otras palabras, un carbono carbonilo reacciona con un nucleófilo para formar un nuevo enlace σ covalente. Nucleófilos se introdujeron en el Capítulo 10 (Sección 10.2) y discutidos de nuevo en el capítulo 11 (Secciones 11.2 y 11.3) en relación con las reacciones de nucleófilos con átomos de carbono sp3 de haluros de alquilo. La unidad de carbonilo tiene un carbono hibridado sp2 que también reacciona con nucleófilos, pero de una manera diferente cuando se compara con una reacción con un haluro de alquilo.[pic 1]

16.2 aldehidos y cetonas. Nomenclatura

Un doble enlace carbono-oxígeno tiene dos sustituyentes adicionales unidos al carbono del carbonilo: Ninguno de los grupos de carbono o un átomo de hidrógeno. Si al menos uno de estos sustituyentes es un hidrógeno, el compuesto es un aldehído con una unidad de CHO (ver la unidad en caja en 4). Todos los aldehídos, excepto el formaldehído, que tiene dos átomos de hidrógeno (H2C = O), tendrán un hidrógeno y un grupo de carbono unido al carbono carbonilo. Si dos sustituyentes de carbono están unidos al carbono del carbonilo, la molécula se denomina una cetona (ver la unidad en caja en 5). En ambos aldehídos y cetonas, el grupo funcional es el carbonilo, C = O.

[pic 2]

aldehídos y cetonas simples tienen nombres comunes que son tan conocidos que no pueden ser ignorados. Tres aldehídos simples son formaldehído, acetaldehído, y, cuando la unidad de aldehído está unido a un anillo de benceno, la molécula es conocida como benzaldehído. La cetona más simple es la acetona, pero otras cetonas comunes son benzofenona y pinacolona. Se describirá el sistema de la IUPAC y estos nombres se le dará su nombre propio en ese momento. Sin embargo, los nombres comunes se utilizan ampliamente y deben ser aprendidas.

16.1 Si se produce una reacción en el carbono carbonilo de la unidad C = O, que puede anticipar es el más reactivo: acetaldehído o acetona?

[pic 3]

16.2.1 Las cetonas

La estructura de una cetona se caracteriza por un grupo carbonilo unido a dos grupos alquilo (véase 1, R = alquilo). El grupo funcional es la unidad carbonilo, C = O, y el sufijo de cetonas se toma de las tres últimas letras de cetona: Cuando se numera la cadena más larga, el carbono del carbonilo debe ser parte de esa cadena, y "uno". recibe el número más bajo posible. Sobre la base de esta regla, la cetona de cadena lineal de siete carbono 6 es una heptanona. Tenga en cuenta el uso de "heptan", que se deriva de la heptano saturado de cadena. Para generar el nombre, la letra "e" final se redujo de heptano y se sustituye por las letras "uno". La posición del carbono carbonílico, que deberá ser incluido en la cadena continua más larga, se da el número más bajo posible en el marco de el nombre. Por lo tanto, es 6 3-heptanona.

Los sustituyentes se nombran de la forma habitual. La cetona 7 tiene una cadena 10 en carbono que contiene el carbono del carbonilo, por lo que es un decanona, y el carbono carbonilo en C4, por lo que es un 4-decanona. Una vez que se numera el carbono del carbonilo, los átomos de carbono que llevan los sustituyentes se les asignan números en consecuencia.

Hay un grupo fenilo en C1, un grupo etilo en C3, un bromo a C8, y dos grupos metilo en C7. Rango de ordenar los sustituyentes en orden alfabético, utilizando los números asignados, 7 es 8-bromo-3-etil-6,6-dimetil-1-fenil-4-decanona (la cadena decanona está marcado en azul en la ilustración). El nombre de la IUPAC para la acetona es 2-propanona. El nombre común es la acetona, y se utiliza comúnmente en esmalte de uñas y quitaesmalte de uñas, pegamento avión, líquidos de limpieza, pinturas y barnices, y en algunos. Este producto comercial rara vez se llama 2-propanona, sino más bien "acetona" se utiliza prácticamente todo el tiempo.

[pic 4]

cetonas cíclicas tienen el carbono del carbonilo como parte de un anillo. La nomenclatura es sencillo en que "cicloalquilo" se utiliza para denotar el anillo, el prefijo usual se utiliza para indicar el número de carbonos en el anillo (incluyendo el carbono del carbonilo), y el sufijo es "uno". Compuesto 8 es llamado cicloheptanona . No hay necesidad de utilizar el número 1, como en 1-cicloheptanona, debido a que el carbono del carbonilo debe recibir el número más bajo posible. Cuando hay un sustituyente, como en 9, el carbono del carbonilo está siempre C1, por lo que, de nuevo, no hay necesidad de utilizar 1. Por lo tanto, 9 es 3-clorociclopentanona. El uso de un número para indicar la posición del carbonilo es esencial en cetonas acíclicos tales como 6 o 7, pero innecesario en cetonas cíclicas tales como 8 o 9.

16.2 Dar los nombres IUPAC para la benzofenona y para pinacolona usando el sistema que acabamos de describir.

16.3 Dibuje la estructura de 3,4,5-trichlorocyclohexanone y de 3R-etil-4S-odocyclooctanone.[pic 5]

En los ejemplos anteriores, el nombre de la base se deriva de una saturado, o alcano, columna vertebral. Por lo tanto, una cadena de heptano en una cetona se convierte en heptanona y una cadena tetradecano sería tetradecanone. También es posible tener un hepteno o una columna vertebral heptino, como en 10 y 11. Esto plantea un problema: ¿Qué grupo tiene la mayor prioridad: la unidad C = O o = la unidad C C o la unidad C = C?

El uso de las reglas de selección de Cahn-Ingold-Prelog (capítulo 9, sección 9.3.1), la unidad C = O es la mayor prioridad, y esto significa que tanto el 10 y el 11 será nombrado como cetonas (sufijo es "uno"). A = unidad C O es mayor en prioridad de una unidad C = C, por lo que una molécula se denomina como un en-uno cuando un alqueno y una unidad de cetona están en la misma molécula.

Debido a que 10 tiene una cadena principal de alqueno, es un heptenone-específicamente, a 2 heptenone.

¿Tiene el "2" en 2-heptenone refieren a C = C o C = O? Se supone para referirse a la carbonilo, pero hay dos grupos funcionales y se requiere una mayor claridad. Una manera más precisa para nombrar este compuesto es "hepten-2-ona" de modo que no hay ambigüedad acerca de la unidad C = O; sin embargo, también se requiere un número de la unidad C = C. Debido a que el carbono carbonilo es C2, la primera de carbono de la unidad C = C que está en C3. Este número se coloca de nuevo inmediatamente antes de la designación de grupo funcional, por lo que 10 es hept-3-en-2-ona. Sin embargo, sigue habiendo un problema: lo que hept-3-en-2-ona? El compuesto 10 puede existir como una E o Z-isómero (véase el capítulo 9, sección 9.4.3) y 10 es hept-3E-en-2-ona. La designación estereoquímica de la unidad alqueno es una parte formal del nombre de tales compuestos.

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