Nomenclatura dos compostos orgânicos

Prof. Doutor Pedro Silva

Professor Associado, Universidade Fernando Pessoa




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Bioquímica metabólica:


  • Hidrocarbonetos acíclicos
  • Escolher a estrutura (ou cadeia) fundamental de um hidrocarboneto
  • Nomenclatura substitutiva
  • Escolher a estrutura (ou cadeia) fundamental de um composto funcionalizado
  • Como se forma o nome do composto?
  • Grupos característicos que são sempre designados por prefixos
  • Casos aparentemente mais complicados
  • O sistema de Cahn-Ingold-Prelog
  • A convenção R/S
  • Hidrocarbonetos acíclicos

    Os hidrocarbonetos saturados (substituídos ou não) designam-se genericamente por alcanos. Os primeiros quatro alcanos lineares denominam-se metano, etano, propano e butano. Os nomes dos membros superiores desta série formam-se à custa de um prefixo que indica o número de átomos de carbono e do sufixo -ano.
    n n
    1 Metano 14 Tetradecano
    2 Etano ... ....
    3 Propano 20 Icosano
    4 Butano 21 Henicosano
    5 Pentano 22 Docosano
    6 Hexano 23 Tricosano
    7 Heptano 24 Tetricosano
    8 Octano ... ...
    9 Nonano 30 Triacontano
    10 Decano 40 Tetracontano
    11 Undecano 50 Pentacontano
    12 Dodecano 60 Hexacontano
    13 Tridecano 70 Heptacontano
    O nome dos radicais univalentes obtidos por eliminação de um átomo de hidrogénio dum átomo de carbono terminal obtém-se substituindo a terminação -ano por -ilo. Ex. Metilo, etilo, propilo, butilo, dodecilo...

    Os hidrocarbonetos com cadeias duplas denominam-se alcenos. Os nomes dos alcenos obtêm-se dos nomes dos alcanos correspondentes por substituição do prefixo -ano por -eno, -dieno, -trieno, etc. conforme o alceno tem uma, duas, três, etc. ligações duplas. O nome de um alceno é precedido de um número que indica a posição da ligação dupla.

    Os hidrocarbonetos com cadeias triplas denominam-se alcinos. Os nomes dos alcinos obtêm-se dos nomes dos alcanos correspondentes por substituição do prefixo -ano por -ino, -diino, -triino, etc. conforme o alcino tem uma, duas, três, etc. ligações duplas. O nome de um alcino é precedido de um número que indica a posição da ligação tripla.

    O nome de um hidrocarboneto com cadeias laterais forma-se considerando-o derivado de um hidrocarboneto primitivo, escolhido de acordo com as regras que se seguem. A cadeia desse hidrocarboneto primitivo chama-se cadeia fundamental. As cadeias laterais, consideradas como substituintes, são designadas por prefixos.

    A cadeia fundamental numera-se de um extremo ao outro com algarismos árabes de modo a que os números mais baixos correspondam:

    Ao comparar dois conjuntos de números que designam substituintes considera-se como o conjunto mais baixo o que tiver o número individual mais pequeno ao aparecer a primeira diferença. Ex: A cadeia fundamental escolhe-se segundo as seguintes regras: O nome do hidrocarboneto forma-se de acordo com as seguintes regras:

    NOMENCLATURA SUBSTITUTIVA

    Na nomenclatura substitutiva os nomes dos compostos são formados a partir dos nomes dos hidrocarbonetos respectivos por uso de prefixos e sufixos que indicam a substituição de átomos de hidrogénio por átomos e grupos de átomos (grupos funcionais).

    Exemplos:

    Grupos característicos (ou funcionais)

    São os átomos e grupos de átomos responsáveis pelo comportamento característico de uma classe de compostos. P. ex: os álcoois, cetonas, ácidos carboxílicos, etc. A intensidade das propriedades conferidas por esses átomos ou grupos depende do resto da molécula.

    Compostos com um único grupo característico

    Exemplos:

    Escolher a estrutura (ou cadeia) fundamental

    A estrutura fundamental deverá conter: Estes critérios são aplicados sucessivamente até que seja possível uma decisão.

    Exemplo:

    Cadeia Grupos Principais Lig. múltiplas Carbonos Lig. duplas
    AB 2 2 7 1
    AC 2 2 7 0
    AD 2 2 7 1
    BC 2 2 7 1
    BD 2 2 7 2 <-----
    CD 2 2 7 1
    A cadeia fundamental será BD. O nome do composto será:

    4-(1-hidroxi-2-propinil)-4-(3-hidroxi-1-propinil)-2,6-heptadieno-1,5-diol

    Numeração da estrutura fundamental

    Deve numerar-se de modo a que os números mais baixos correspondam: Estes critérios são aplicados sucessivamente até que seja possível uma decisão.

    Critérios Numeração A -> B Numeração B -> A
    H-indicado (não existe) - -
    Grupos Principais 2,7 2,7
    Lig. mult. 3,5 3,5
    Lig. dupl 3,5 3,5
    Prefixos + lig. mult. 3,4,5,5(a) 3,4,5,5(a)
    Primeiros prefixos 4-etil 5-metil
    (a) lig. duplas em C3 e C5. Substituintes (indicados por prefixos) nos C4 e C5. Números citados numa sequência crescente.

    Como os prefixos são citados por ordem alfabética, etil < metil; o primeiro prefixo é, assim, o etil, e a numeração seria de A para B.

    Como se forma o nome do composto?

    Com base na estrutura ou cadeia fundamental vamos indicar as características especiais do composto. Estas características são indicadas por meio de prefixos e sufixos e por meio de números (para as localizar). Quando existe mais do que um tipo de substituinte, aplicam-se as regras de prioridade indicadas na tabela seguinte. O grupo principal é indicado pelo sufixo correspondente. Os outros grupos funcionais eventualmente presentes na molécula serão indicados por prefixos.

    Prioridade Classe Grupo Sufixo Prefixo
    1 Catiões -ónio
    2 ácidos carboxílicos -COOH

    -(C)OOH

    ácido ...carboxílico

    ácido ... óico

    Carboxi-
    3 ácidos sulfónicos -SO2OH ácido ... sulfónico Sulfo-
    4 Sais -COOM

    -(C)OOM

    ..carboxilato de M

    -..(o)ato de M

    Carboxilato de M
    5 ésteres -COOR

    -(C)OOR

    ..carboxilato de R

    -..(o)ato de R

    R-oxicarbonil
    6 Halogenetos de ácidos -COX

    -(C)OX

    halogeneto de ..carbonilo

    halogeneto de ..(o)ilo

    Haloformil-
    7 Amidas -CONH2

    -(C)ONH2

    -carboxamida

    -amida

    Carbamoil-
    8 Amidinas -C(=NH)NH2

    -(C)(=NH)NH2

    -carboxamidina

    -amidina

    Amidino-
    9 Nitrilos -CN

    -(C)N

    -carbonitrilo

    -nitrilo

    Ciano-
    10 Isocianetos -NC -isonitrilo Isociano-
    11 Aldeídos -CHO

    -(C)HO

    -carbaldeído

    -al

    Formil-

    Oxo-

    12 Cetonas -(C)O -ona Oxo-
    13 Alcoóis -OH -ol Hidroxi-
    14 Fenóis -OH -ol Hidroxi-
    15 Tióis -SH -tiol Mercapto-
    16 Aminas -NH2 -amina Amino-
    17 Iminas =NH -imina Imino-
    (Os átomos de carbono entre parêntesis fazem parte da cadeia (ou estrutura) do composto primitivo, pelo que são incluídos no nome do composto primitivo e não no sufixo)

    Grupos característicos que são sempre designados por prefixos:

    Grupos Classe funcional Prefixo Exemplos
    -Br Derivados halogenados Bromo Brometano
    -Cl Cloro
    -F Fluoro
    -I Iodo
    =N2 Compostos diazo Diazo CH3=N2 (diazometano)
    -NO Compostos nitroso Nitroso CH3-NO (nitrosometano)
    -NO2 Compostos nitro Nitro CH3-NO2 (nitrometano)
    -OR éteres R-oxi CH3-O-CH3 (metoximetano)
    -SR Sulfuretos R-tio CH3-S-Ph (metiltiobenzeno)
    -SOR Sulfóxidos R-sulfinil CH3-SO-Ph (metilsulfinilbenzeno)
    -SO2R Sulfonas R-sulfonil CH3-SO2 -Ph (metilsulfonilbenzeno)

    Casos aparentemente mais complicados:

    Quando o grupo principal figura simultaneamente em sistemas cíclicos e acíclicos

    Escolhe-se para estrutura fundamental a parte do composto que tiver:

    ou Exemplo:

    A cadeia principal será de A. a C. (ou B.), e não a cadeia cíclica: esta só tem 2 substituições, ao passo que a cadeia A. - B. tem 4 substituintes ( OH, Cl, CH3, e a cadeia complexa que inclui a cadeia cíclica).

    O sistema de Cahn-Ingold-Prelog

    A convenção E/Z

    A existência de ligações duplas cria a possibilidade de isomeria. Tradicionalmente os dois isómeros são denominados cis e trans, consoante os substituintes de cada um dos carbonos da ligação dupla se encontrem do mesmo lado ou não:

    Este sistema não é no entanto suficiente, pois é possível ter dois substituintes ligados a um mesmo carbono da ligação dupla:

    Para resolver estes e outros problemas, três químicos orgânicos (R. S. Cahn, C.K. Ingold e V. Prelog) criaram um sistema consistente de nomenclatura, que recebeu o seu nome. Neste sistema, a cada substituinte é atribuída uma prioridade. As seguintes regras de atribuição de prioridade são aplicadas sucessivamente até ser possível uma decisão:

    Cada carbono da ligação dupla tem dois substituintes. Se os substituintes de maior prioridade em cada um dos carbonos estiverem do mesmo lado da ligação dupla, denomina-se o isómero de Z (do alemão Zusammen, que significa "juntos")). Se estiverem de lados opostos da ligação dupla, denomina-se o isómero de E (do alemão Entgegen, que significa "opostos")).

    A convenção R/S

    A especificação da configuração absoluta de um centro quiral pode ser feita sem ambiguidade utilizando o sistema de Cahn-Ingold-Prelog. Como na convenção E/Z, atribui-se a cada substituinte de um centro quiral uma prioridade de acordo com as regras descritas acima. O passo seguinte é orientar a molécula de forma a que o substituinte de menor prioridade aponte no sentido oposto ao observador. Se os outros três substituintes estiverem distribuídos de forma a que o percurso do substituinte de maior prioridade para o de menor prioridade fôr no sentido dos ponteiros do relógio a configuração denomina-se R (do latim rectus, que significa "direita"). Se eles estiverem dispostos no sentido oposto ao dos ponteiros do relógio a configuração denomina-se S (do latim sinister, que significa "esquerda"). Ex:

    Bibliografia

    coverOrganic Chemistry, 7th Edition, Solomons & Fryhle

    Um texto clássico, pormenorizado e escrito de forma muito clara.

    cover Organic Chemistry: a Brief Course, Carey & Atkins

    Um bom resumo de química orgânica.

    cover Organic Chemistry, Francis Carey

    Bastante pormenorizado, este livro inclui um óptimo programa de construção tridimensional de moléculas, bastante útil para o estudo da estereoquímica, conformações, etc.

    "Química Orgânica", Carlos Corrêa

    Centro de Investigação em Química da Universidade do Porto

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