Gli idrocarburi che hanno un doppio legame carbonio-carbonio (e quindi due C ibridati sp 2 ) si chiamano ALCHENI Formula generale: C n H 2n

Transcript

1 ALHENI Gli idrocarburi che hanno un doppio legame carbonio-carbonio (e quindi due ibridati sp ) si chiamano ALHENI Formula generale: n H n REGOLA Quando in un idrocarburo ci sono legami π, si parla di "composti insaturi" L'alchene prende il nome dall'alcano con ugual numero di atomi di, sostituendo la desinenza "-ano" con la desinenza "-ene". L alchene più semplice contiene atomi di H H 6 = -H= etene propene però H H 8 -H=H-H ma anche - -H= --= -=- butene? I due composti si distinguono specificando la posizione del doppio legame nella catena continua più lunga di atomi di

2 . Ai del doppio legame vengono dati i numeri più bassi possibile. La posizione del doppio legame viene indicata con il più basso dei due numeri dei impegnati nel legame doppio. - -H= -H=H- -butene -butene Il numero precede il nome dell alchene, da cui è separato con un trattino omposti che hanno lo stesso scheletro di atomi di carbonio, ma differiscono per la posizione del doppio legame si chiamano isomeri posizionali. 5 Il legame = è l'aspetto strutturale distintivo degli alcheni. Perciò la scelta della catena principale deve essere fatta in modo da prendere la catena continua più lunga di atomi di che comprende il doppio legame. -propil--pentene (la catena di 7 NON contiene =) La numerazione va fatta in modo da dare al doppio legame il numero più basso possibile (anche se questo significa dare un numero più alto ad un sostituente alchilico). H H H 5 = -metil--pentene e non -metil--pentene (-methylpent--ene)

3 Non sempre è possibile avere il doppio legame nella catena che dà il nome base Se un sostituente contiene un doppio legame carbonio-carbonio, il gruppo prende la desinenza "-enile (ene per indicare che c è il doppio legame, ile per indicare la valenza libera). Trattandosi di un sostituente, la numerazione DEVE necessariamente iniziare dal con cui è legato alla catena principale. La posizione del doppio legame risulta determinata di conseguenza. -H= - - -butenile - H=H- -butenile =H - -butenile La nomenclatura IUPA accoglie ancora dei nomi non sistematici per gruppi di largo uso: =H- =H- - VINILE ALLILE etenile -propenile (valenza libera sul sp )

4 esempi: H vinilcicloesano (etenilcicloesano) H -allil--metilciclobutano oppure -metil-(-propenil)ciclobutano Talvolta è necessario considerare come sostituente un gruppo legato alla catena principale con un doppio legame. I gruppi bivalenti con le due valenze sullo stesso atomo di prendono la desinenza "-ilidene". = -H= H= metilidene etilidene propilidene esempi: H etilidenecicloesano H -metil--propilidenciclopentano

5 ATTENZIONE!!!! notare la differenza: = due valenze scambiate con lo stesso metilidene due valenze scambiate con diversi metilene (però spesso anche il metilidene viene chiamato metilene) metilidenecicloesano, ma anche metilenecicloesano Analogamente: -H= gruppo bivalente con le due valenze sullo stesso gruppo bivalente con le due valenze su diversi etilidene etilene Gruppi bivalenti con le valenze sui due alle estremità ed un numero di maggiore di due si indicano come insieme di gruppi metilene trimetilene tetrametilene

6 ALHINI Gli idrocarburi che hanno un triplo legame carbonio-carbonio (e quindi due ibridati sp ) si chiamano ALHINI Formula generale: n H n- REGOLA "composti insaturi" L'alchino prende il nome dall'alcano con ugual numero di atomi di, sostituendo la desinenza "-ano" con la desinenza "-ino". L alchino più semplice contiene atomi di H H H etino H H propino però H 6 H ma anche butino? I due composti si distinguono specificando la posizione del doppio legame nella catena continua più lunga di atomi di

7 . Ai del triplo legame vengono dati i numeri più bassi possibile. La posizione del triplo legame viene indicata con il più basso dei due numeri dei impegnati nel legame triplo. H -butino -butino Il numero precede il nome dell alchino, da cui è separato con un trattino -butino e -butino sono isomeri posizionali Il legame è l'aspetto strutturale distintivo degli alchini. Perciò la scelta della catena principale deve essere fatta in modo da prendere la catena continua più lunga di atomi di che comprende il triplo legame. 6 5 H H -propil--esino (la catena di 7 NON contiene =) H H

8 La numerazione va fatta in modo da dare al triplo legame il numero più basso possibile (anche se questo significa dare un numero più alto ad un sostituente alchilico). -metil--pentino e = non -metil--pentino H 5 (-methylpent--ine) Se un sostituente contiene un triplo legame carbonio-carbonio, il gruppo prende la desinenza "-inile (ino per indicare che c è il triplo legame, ile per indicare la valenza libera). Trattandosi di un sostituente, la numerazione DEVE necessariamente iniziare dal con cui è legato alla catena principale. La posizione del triplo legame risulta determinata di conseguenza. H H -butinile H -butinile -butinile

9 IDROARBURI ON PIU' LEGAMI INSATURI Se nella molecola di idrocarburo ci sono due coppie di doppi legami (cioè sp ), il composto prende il nome di alcadiene o, più semplicemente, di diene. Formula generale (dieni): n H n- La nomenclatura segue le regole degli alcheni, indicando con un numero la posizione di ciascun doppio legame ed inserendo il prefisso moltiplicativo "di" prima della desinenza "-ene". Il diene più semplice contiene atomi di, con posizione univoca dei doppi legami: i numeri sono superflui e vanno omessi. butadiene 6 5 H H= =H-H= H=H H=,5-ottadiene 5-metil-,-esadiene

10 ATTENZIONE!!!! Nei dieni i sono ibridati sp (oltre a quelli sp ), mentre negli alleni c'è anche un sp. omposti con due doppi legami consecutivi non sono dieni, ma alleni. sp sp == allene In generale, se ci sono n coppie di sp (e quindi n doppi legami) si parla di polieni. esempio: sp n = triene n = tetraene Il numero di doppi legami viene indicato con il prefisso moltiplicativo opportuno, prima della desinenza -ene H=H-H=H-H=H-,,6-ottatriene =H-H=H-H=H-H=,,5.7-ottatetraene

11 Se nella molecola si hanno due coppie di sp (e quindi due tripli legami) si parla di alcadiini (o diini) e se nell'idrocarburo c'è un legame doppio ed uno triplo, si parla di alchenini o enini (cioè si sommano le desinenze: ene + ino). H H butadiino H,-esadiino H H H H butenino -penten--ino REGOLE PER LA SELTA DELLA ATENA PRINIPALE Se nella catena principale ci sono legami doppi e tripli, la catena va numerata in modo da dare ai legami multipli i numeri più bassi possibile. A parità di numerazione, il numero più basso spetta al doppio legame. 5 6 H H H H H esen--ino numerazione corretta -epten-5-ino

12 Quando ci sono più possibilità per la scelta della catena principale, si sceglie sulla base dei seguenti criteri, nell'ordine.. La catena che contiene il massimo numero di doppi e tripli legami. 5 H H -butil-,-pentadiene (e non -metilidene--ottene). La catena che contiene il numero maggiore di atomi di carbonio H H H -vinil--epten-5-ino (e non -etinil-,5-esadiene). La catena che contiene il maggior numero di doppi legami. H H 5 6 H H -etinil-,5-esadiene (e non -vinil-5-esen--ino)

13 IDROARBURI INSATURI ILII REGOLA Gli idrocarburi monociclici insaturi prendono il nome dal corrispondente cicloalcano, sostituendo la desinenza -ano con le desinenze "-ene", "-diene, "-triene", "-ino", "-diino", ecc., nel caso, rispettivamente, di uno, due o tre doppi legami, uno o due tripli legami. La numerazione deve essere fatta in modo da dare ai legami multipli i numeri più bassi possibili. In un cicloalchene al doppio legame vanno necessariamente i numeri e : trattandosi di numeri obbligati, l informazione è superlua e quindi si omettono. H H H ciclobutene H H H H ciclopentene H H H H cicloesene In un cicloalcadiene i doppi legami vanno numerati, tranne che con l anello a cinque termini, perché i numeri sono obbligati e quindi si omettono.

14 5 = 5 = 5 ecc. ciclopentadiene,-cicloesadiene,-cicloesadiene 5 Gli eventuali sostituenti alchile vengono indicati con le regole già viste. La posizione che occupano nell'anello è determinata dal doppio legame (che deve avere i numeri e ). H H H H -metilciclobutene H H H -etil--metilciclopropene H HH H H H H 5,5-dimetilciclopentadiene -metil-,-cicloesadiene 5-metil-,-cicloesadiene

15 IDROARBURI AROMATII erti idrocarburi ciclici insaturi fanno classe a sè e vengono chiamati idrocarburi aromatici. Il capostipite degli idrocarburi aromatici è un composto con sei atomi di, di formula molecolare 6 H 6, che ha il nome benzene. Il benzene ha tutti i sp e gli elettroni p sono delocalizzati e distribuiti su tutto l'anello in modo uniforme. non è rappresentabile con una sola formula di Lewis, ma sono necessarie due strutture canoniche di risonanza. strutture di risonanza ibrido di risonanza Di solito si scrivono le formule con una sola struttura di Lewis, avendo però sempre ben presente che nella molecola vera i legami - sono tutti uguali. Se il benzene ha un sostituente, questo individua automaticamente la posizione, che perciò nel nome non viene indicata.

16 H metilbenzene toluene (nome corrente accettato) etilbenzene H isopropilbenzene Il gruppo monovalente che si ottiene togliendo un H al benzene si chiama fenile 6 H 5 - = Ph = fenile Phenyl In generale, il gruppo monovalente che si ottiene togliendo un H da un sp di un composto aromatico prende il nome di arile e si indica genericamente con Ar. Il gruppo monovalente che si ottiene togliendo un H da un sp di un composto alifatico prende il nome di alchile e si indica con R.

17 ATTENZIONE!!! non si confonda il fenile (gruppo con valenza libera su un sp ) con il benzile, gruppo con una valenza libera sul sp, proveniente dal metilbenzene. benzile H H H H H = -benzil-5-fenil-,-dimetileptano Due sostituenti sul benzene possono dar luogo a tre isomeri strutturali, a seconda della posizione che occupano nell'anello (tenendo conto che bisogna dare ai sostituentii numeri più bassi possibile e che gli elettroni p sono delocalizzati).

18 La presenza di due sostituenti (e SOLO DUE) sul benzene (e SOLO sul benzene) può essere indicata, oltre che con i numeri, con dei prefissi orto- =, abbreviato: o- meta- =, abbreviato: m- para- =, abbreviato: p- H H H H H,-dimetilbenzene oppure o-dimetilbenzene H H H H,-dimetilbenzene oppure m-dimetilbenzene H H,-dimetilbenzene oppure p-dimetilbenzene

19 Se i sostituenti sono più di due, si usano i numeri, secondo le regole generali. H,,-trimetilbenzene,,5-trimetilbenzene H,,-trimetilbenzene H H H,,,5-tetrametilbenzene H pentametilbenzene H esametilbenzene Dal benzene derivano altri idrocarburi aromatici, che hanno mantenuto un nome proprio e fanno da capostipite di altre famiglie di composti Due anelli benzenici condensati (cioè con un legame carbonio-carbonio in comune) 0 H 8 β α β α α α β β naftalene

20 Gli atomi di non sono tutti uguali; si distinguono: i in comune ai due anelli (equivalenti tra loro), i adiacenti al legame in comune (equivalenti tra loro), indicati con α, i lontani dal legame in comune (equivalenti tra loro), indicati con β. La numerazione del naftalene parte da una delle posizioni α (se c'è un sostituente, da quella che dà al sostituente il numero più basso), segue lungo le altre posizioni dello stesso anello, fino ad arrivare alla giunzione con l'altro anello, al di là della quale prosegue. I in comune ai due anelli non vengono numerati. 8 5 naftalene 7 6 H -metilnaftalene α-metilnaftalene -metilnaftalene β-metilnaftalene,7-dimetilnaftalene Tre anelli benzenici condensati H 0 isomeri strutturali

21 A B 5 0 antracene A B fenantrene La numerazione parte da una posizione a di uno degli anelli esterni, A o (nel fenantrene dalla parte convessa della molecola); l'anello B viene numerato per ultimo. Anche in questo caso i in comune a due anelli non vengono numerati. H -etilantracene -etil-9-metilantracene 9-metilfenantrene Due anelli benzenici collegati da un legame singolo (e quindi non hanno in comune) bifenile

22 La numerazione viene fatta separatamente sui due anelli, usando per uno dei due anelli i numeri con apice, dando i numeri e ' ai legati tra loro. ' bifenile Se ci sono sostituenti, la numerazione deve proseguire in modo che essi abbiano il numero più basso possibile. H -metilbifenile,'-dimetilbifenile -etil-'-metilbifenile

23 IDROARBURI BIILII REGOLA Gli idrocarburi aliciclici saturi, costituiti da due anelli aventi due o più atomi di carbonio in comune, prendono il nome dall'alcano a catena aperta contenente lo stesso numero di atomi di carbonio, preceduto dal prefisso "biciclo-". Gli idrocarburi bicliclici si possono considerare costituiti da due atomi di carbonio terziari, detti "teste di ponte" e da tre "ponti" che li collegano. Il numero di atomi di carbonio in ciascuno dei tre ponti viene indicato in parentesi quadrate, in ordine decrescente, fra il prefisso biciclo ed il nome dell'idrocarburo. H H = H biciclo[..0]butano H H H = H H biciclo[..]nonano

24 biciclo[..0]eptano biciclo[..]eptano biciclo[..0]decano Il sistema biciclico si numera a partire da una delle teste di ponte, mettendo i numeri lungo il percorso più lungo fino alla seconda testa di ponte. Numerata anche questa, si prosegue secondo il percorso più lungo non ancora numerato, fino alla prima testa di ponte. Infine, si numerano gli atomi di carbonio del ponte rimasto. H H H H 8 = 9 = biciclo[..]nonano

25 metilbiciclo[..0]ottano metilbiciclo[..0]decano Per scrivere la formula dal nome: per esempio -metilbiciclo[..-ottano]. si indicano le due teste di ponte: x. si indicano le catene che collegano le teste di ponte x x x x * x * x x * x * x x * x * si numera e si mette il sostituente H

26 Gli idrocarburi biciclici insaturi vengono chiamati con le stesse regole, facendo in modo che nella numerazione al doppio legame spetti il numero più basso possibile, a parità di lunghzza della catena del ponte. = = biciclo[..]--ottene biciclo[..]-6-ottene biciclo[..0]-,8-decadiene

27 IDROARBURI SPIRO Una unione spiro si ha quando UN atomo di è il solo termine in comune di due anelli. L'atomo di in comune, quaternario, si chiama atomo spiro. REGOLA Idrocarburi monospiro, consistenti di due soli anelli aliciclici, vengono chiamati facendo precedere dal termine "spiro" il nome dell'idrocarburo corrispondente. Il numero di atomi di legati all'atomo spiro in ciascun anello si indica, in ordine crescente, in parentesi quadrate, tra il prefisso spiro- ed il nome dell'idrocarburo. H H H = H H H spiro[.]ottano H = spiro[.]eptano

28 Si numera prima l'anello più piccolo, a partire dal adiacente al spiro, poi l'atomo spiro ed infine l'altro anello. H H H = metilspiro[.5]decano se c'è un'insaturazione, lo schema della numerazione rimane lo stesso, ma si deve fare in modo che al doppio legame capiti il numero più basso possibile. 9 0 H H = 8 spiro[.5]--decene H H H H H H = H H H H spiro[.5]-,6-decadiene

29 Non esistono doppi legami sulla testa di ponte di sistemi biciclici con anelli piccoli (Regola di Bredt) non esiste la planarità del doppio legame è incompatibile con la rigidità del sistema invece esiste (ed è stabile) Però sono stabili: biciclo[..0]--decene biciclo[..]--nonene 6 biciclo[..0]-,6-decene 8 7 la planarità viene raggiunta deformando l'anello grande