Základy organické chemie
Jaromír Literák
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
Kyselina je zdrojem H+ Báze je akceptorem H+.
V acidobazické reakci můžeme identifikovat dva konjugované páry
kyselina-báze.
H3C O H + NH2 H3C O + NH3
kyselina báze kyselinabáze
Pro kvantifikaci síly kyseliny (ve vodném) prostředí slouží
rovnovážná konstanta reakce:
HX + H2O H3O + X
Ka =
a(H3O+
) · a(X−
)
a(HX) · a(H2O)
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
Aktivita vody a(H2O) = 1:
Ka =
a(H3O+
) · a(X−
)
a(HX)
Kyselina je tím silnější, čím je její konjugovaná báze stabilnější.
Pro bázi analogicky:
X + H2O HX + OH
Kb =
a(HX) · a(OH−
)
a(X−
) · a(H2O)
Aktivita vody a(H2O) = 1:
Kb =
a(HX) · a(OH−
)
a(X−
)
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
Platí:
Ka ·Kb =
a(H3O+
) · a(X−
)
a(HX)
·
a(HX) · a(OH−
)
a(X−
)
= a(H3O+
)·a(OH−
)
Iontový součin vody: Kw = a(H3O+
) · a(OH−
) = 10−14 mol2
dm−6
Prakticky se častěji setkáváme s pKa a pKb:
pKa = − log Ka pKb = − log Kb
Čím silnější kyselina (báze), tím menší hodnota pKa (pKb).
Vztah mezi pKa kyseliny a pKb konjugované báze ve vodě:
pKa + pKb = 14
Konjugovaná báze silné kyseliny je slabá báze.
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
Základní faktory ovlivňující kyselost (podle důležitosti):
1. Elektronegativita a velikost deprotonovaného atomu –
funguje dobře při srovnání atomů ve stejné periodě.
B C N O F
Si P S Cl
Ge As Se Br
I
roste elektronegativita
H3C CH2 H H3C O H
H2N H HO H
pKa = 50 pKa = 15,5
pKa = 38 pKa = 14
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
1. Elektronegativita a velikost deprotonovaného atomu
B C N O F
Si P S Cl
Ge As Se Br
I
roste velikost
atomu
H3C O H3C S H
FH IH
pKa = 15,5 pKa = 10,3
pKa = 3,18 pKa = −9
H
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
2. Konjugace (uplatnění M− efektu)
CH3CH2 O
H3C
pKa = 15,9
pKa = 4,76
H
O
O
H
− H
CH3CH2 O
H3C
O
O
H3C
O
O
− H
pKa = 20,0
− H
− H
O
H3C
O
CH3
H H
H3C
O
H
H
H
H3C
O
H
H
H3C
O
H
H
O
H3C
O
CH3
H
O
H3C
O
CH3
H
O
H3C
O
CH3
H
pKa = 8,84
Konjugace elektronového páru s elektronakceptorní skupinou zvyšuje
kyselost.
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
3. Indukční efekt
pKa = 4,76
O
O
H
H
H
H
pKa = 2,87
O
O
H
H
Cl
H
pKa = 1,25
O
O
H
Cl
Cl
H
pKa = 0,70
O
O
H
Cl
Cl
Cl
Skupiny s I− efektem kyselost zvyšují, skupiny s I+ efektem
kyselost snižují.
4. Typ orbitalu/hybridizace
pKa = 50 pKa = 44 pKa = 25
H3C C H
H
H
H2C C
H
H
HC C H
sp3
sp2 sp
Větší podíl s orbitalu zvyšuje kyselost.
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
5. Vliv solvatace
CH3 O O
H
H
O
H
H
O H
H
C OH3C
CH3
CH3
O
H
H
pKa = 15,5 pKa = 19,2
H
N
H
H
H
N
H
CH2CH3
H
N
CH2CH3
CH2CH3
H3CH2C
N
CH2CH3
CH2CH3
pKb = 4,75 pKb = 3,4 pKb = 3,02 pKb = 3,25
Účinnější solvatace konjugované báze zvyšuje její stabilitu a zvyšuje
tak kyselost konjugované kyseliny.
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
Odhad pozice acidobazické rovnováhy:
pKa = 14pKa = 15,8
O
H
H
H
+ OH
O
H
+ OH
H
H
H3C
O O
CH3
H H
+ OH H3C
O O
CH3
H
pKa = 14
+ OHH
pKa = 8,84
H3C
O
H + NH2 H3C
O
H
H
pKa = 38
+ NH2H
pKa = 20
H
H
Brønstedova-Lowryho teorie kyselin a zásad
pKa
H2SO4 −9
O
H
−2,9
H3O 0
H3C
OH
O
4,76
H3C
O O
CH3
H H
8,84
OH
9,9
H2O 14,0
CH3OH
CH3CH2OH
H3C OH
H3C
H3C
15,5
15,9
19,2
H3C
O
H
H
H
19,2
HC C H 25
H
N
H
H
38
H2C C
H
H
H3C C H
45
50
pKa
H
H
Lewisova teorie kyselin a zásad
Kyselina – akceptor elektronového páru
Báze – donor elektronového páru
H3C
O
CH3 Cl
Al
Cl
Cl H3C
O
CH3
Al
Cl
Cl
Cl
O
H3C
H3C
B F
F
F
O B
F
F
F
H3C
H3C
báze kyselina
báze kyselina
Příklad č. 1
Najděte v molekule biuretu nejkyselejší atom.
C
N
C
N
OO
H
H
H
N
H
H
Řešení:
Příklad č. 2
Vyberte kyselejší sloučeninu:
OH OH
Řešení:
Příklad č. 3
Vyberte kyselejší sloučeninu:
OH SH
Řešení:
Příklad č. 4
Vyberte kyselejší sloučeninu:
CH C
O
OH
H3C
Cl
CH2 C
O
OH
H2C
Cl
Řešení:
Úvod do stereochemie
O
HO
HO
N CH3
N
CH3
O
O
CH3
O
H3C
N
CH3
H3C
CH3
morfin pethidin metadon
O
HO
O
N CH3
H3C
kodein
Konformace
Klínkové vzorce
Konformace – jakékoliv prostorové uspořádání molekuly odvozené
otáčením kolem σ vazby.
Konformační pohyb je umožněn symetrickým rozložením
elektronové hustoty σ vazby kolem spojnice jader.
Dihedrální (torzní) úhel – úhel mezi rovinami ABC a BCD.
A
B
D
C
D
B
A
ω
Konformace ethanu
Střídavá konformace Zákrytová konformace
H
H
H
H
H
H
H
HH
H
H H
H
H H
H
HH
Newmanova
projekce
HH
HH
HH
H
H H
H
H H
H
HH
H
HH
Konformace ethanu
H
H H
H
HH
H
HH
H
HH
H
HH
H
HH
H
H H
H
HH
H
HH
H
HH
H
H H
H
HH
H
HH
H
HH
H
H
H
H
H
H
Velikost bariery u ethanu je 12 kJ mol−1.
Konformer (konformační isomer) – lokální minimum (střídavá
konformace u ethanu).
Konformace ethanu
Původ bariery:
Sterická repulze substituentů v zákrytové konformaci.
U ethanu cca 10 % velikosti bariery.
H H
H H
H H
Interakce zaplněného orbitalu σ vazby C–H s prázdným
protivazebným σ* orbitalem ve střídavé konformaci.
U ethanu cca 90 % velikosti bariery.
σ
σ*
Konformace butanu
H
H CH3
CH3
HH
H3C
HH
CH3
HH
H
CH3
H
CH3
HH
CH3
H H
CH3
HH
H
HH3C
CH3
HH
H
H3C H
CH3
HH
H3C
HH
CH3
HH
H3C
CH3
H
H
H
H
Butan má tři konformery odvozené rotací C2–C3.
Konformace butanu
syn
anti
klinální
periplanární
periplanární
30°
150°210°
330°
klinální
H
H CH3
CH3
HH
H3C
HH
CH3
HH
H
CH3
H
CH3
HH
CH3
H H
CH3
HH
H
H3C H
CH3
HH
synperiplanární
konformace
synklinální
konformace
(konformer)
antiklinální
konformace
antiperiplanární
konformace
(konformer)
synklinální
konformace
(konformer)
Gauche – synklinální konformace
Konformace
Velikost bariéry rotace kolem jednoduché vazby.
H
HH
H
H
H
H
H
H
H
H
H
12 kJ mol−1
30 kJ mol−1
H N
O
CH3
H
85 kJ mol−1
H N
O
H
CH3
H3C
H3C
CH3
CH3
H3C
CH3
109 kJ mol−1
H3C
CH3
Za laboratorní teploty je už možné zachytit konformery amidu
nebo 2,2’-diisopropylbifenylu.
Konformace cykloalkanů
Původ vnitřního napětí cykloalkanů:
Torzní pnutí
Úhlové pnutí (nesoulad vnitřního úhlu n-úhelníku a
vazebných úhlů)
Transanulární pnutí
Konformace cykloalkanů
Velikost vnitřního napětí v cykloalkanech
115,1
110,1
25,95
0,42
25,95
40,59
52,73
51,89
47,29
17,16
21,76
7,95
7,95
8,37
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
velikost kruhu
0
50
100
150
kJ/mol
Konformace cykloalkanů
Cyklopropan – planární
H
H
H
H
H
H
Cyklobutan
Cyklopentan
Obálka Polozidlicka
>
>
Konformace cyklohexanu
Dva konformery – židlička a zkřížená vanička.
Za laboratorní teploty obsahuje cyklohexan cca 0,1 % zkřížené
vaničky.
Konformace cyklohexanu
V židličkové konformaci cyklohexanu existují dva druhy C–H vazeb –
axiální a ekvatoriální.
axiální ekvatoriální
Při přechodu jedné židličky na druhou konformačním pohybem dochází
k rychlé výměně axiálních a ekvatoriálních pozic.
H
H H
H
rychle
H
H
stejné
skupiny
Proto můžeme nahradit reálnou židličku cyklohexanu planárním
šestiúhelníkem.
Konformace cyklohexanu
Monosubstituovaný cyklohexan – u naprosté většiny substituentů
pozorujeme preferenci pro ekvatoriální pozici.
H
RH
1,3-diaxiální interakce
CH3
CH3 ∆G° = –7,6 kJ mol–1
Za laboratorní teploty:
Substituent A/(kJ mol−1
) ekvatoriální/axiální
-Cl 2,0 70:30
-OH 4,2 83:17
-CH3 7,6 95:5
-CH2CH3 8,0 96:4
-CH(CH3)2 9,2 97:3
-C(CH3)3 22,8 999:1
Konformace dekalinu
Dekalin – dekahydronaftalen
H
H
H
HH
H
transcis
A B
C D
cis-Dekalin je konformačně pohyblivý, dochází k současnému
překlápění obou židliček.
trans-Dekalin má mnohem menší konformační pohyblivost.
O
H3C H
H H
H3C OH
testosteron
HO
H
H H
H3C OH
estradiol
HO
H
H H
H3C
cholesterol
H3C
H
H3C
CH3
H3C
Isomerie
Isomery – různé molekuly, které mají stejný sumární vzorec.
Isomerie
Zdrojem rozdílného prostorového uspořádání může být:
konformace – prostorové uspořádání odvoditelné otáčením
kolem σ-vazeb.
konfigurace – prostorové uspořádání, které nelze odvodit
konformačním pohybem.
Stereogenní centrum – část molekuly, která podmiňuje existenci
stereoisomerů.
CH3
H3C
H3C CH3
trans-but-2-en
(E)-but-2-en
cis-but-2-en
(Z)-but-2-en
diastereomery
Chiralita
„Objekt neztotožnitelný se svým zrcadlovým obrazem
χειρ – ruka
Fenomén projevující se na mnoha úrovních – od chirality
makroskopických objektů (enantiomorfy), přes chiralitu molekul
(enantiomery) po chiralitu matematických objektů.
1783 – Immanuel Kant diskutuje předměty, které zrcadlením
poskytují neztotožnitelné obrazy.
poč. 19. století – francouzští fyzici Arago a Biot popisují stáčení
roviny polarizovaného světla pří průchodu krystalem křemene a
některými kapalinami organického původu.
1848 – Louis Pasteur rozdělil mechanicky krystaly vinanu
sodno-amonného na enantiomery. Ukázal na spojitost chirality
(dissymetrie) a optické aktivity, které byly do té doby spojeny
s krystaly, s vlastnostmi jednotlivých molekul.
1874 – J. H. van ’t Hoff a J. Le Bel: tetraedrické uspořádání
vazeb vycházejících z atomu uhlíku, chiralita spojena se čtyřmi
různými substituenty atomu uhlíku.
1884 – lord Kelvin zavádí pojem chiralita, jak jej dnes známe.
„Atribut jakéhokoliv geometrického útvaru nebo množiny bodů,
jehož obraz v ideálním zrcadle s ním nelze ztotožnit.
1891 až 1894 – Hermann Emil Fischer určil konfiguraci všech
známých cukrů a předpověděl existenci dalších možných isomerů.
CH2OH
H OH
O H
1951 – poprvé určena absolutní konfigurace chirální molekuly
vinanu sodno-rubidného (Johannes Martin Bijvoet).
„The result is that Emil Fisher’s convention, which assigned the
configuration of FIG. 2 to the dextrorotatory acid appears to
answer the reality.
1956 – předpověď (Lee a Yang) a experimentální prokázání (Wu)
porušení parity slabé interakce.
Centrální chiralita
Centrum chirality – stereogenním centrem je nejčastěji atom uhlíku
nesoucí čtyři rozdílné substituenty.
Kyselina mléčná:
Reprezentace konfigurace na centru chirality Fischerovou projekcí:
HO H
COOH
CH3
HO
H
CH3
COOH
Centrální chiralita
Užití Fischerovy projekce
l-(+)-Kyselina mléčná – (S)-kyselina mléčná:
COOH
HHO
COOH
CH3
HHO
HOOC
H3C
OH
H
CH3
l-(−)-Lyxosa:
O
H
H
OH
H
HO
OH
H
OH
CHO
OHH
OHH
HHO
CH2OH
Deskriptory absolutní konfigurace
Algoritmus pro popis konfigurace centra chirality deskriptorem R
nebo S.
Seřazení substituentů na centru chirality – Cahnovy, Ingoldovy a
Prelogovy pravidla (CIP):
Postupně posuzujeme skupiny atomů vzdálených od centra chirality
stejným počtem vazeb, rozhodujeme podle protonového čísla.
C N C
(N)
(N)
N
(C)
(C)
C CH2 C C
H
(C)
H
H
(C)
jako
jakoCH
CH3
CH3
jako C
C
C
H
H H
H
H H
H
1
2
3
(C)
H
(CCH)
(HHHHHH)
Srovnání skupin:
1
2
3
(C)
(CCH)
(CHH)
Deskriptory absolutní konfigurace
Podíváme se na centrum chirality tak, aby skupina s nejnižší
prioritou byla v zákrytu.
Určíme, zda při pohyby 1 → 2 → 3 točíme po nebo proti smyslu
pohybu hodinových ručiček.
4
1
3
2
1
2 3
S (lat. sinister)
4
1
2
3
1
3 2
R (lat. rectus)
H
Br
F
Cl
Cl
H
F
Br
1
2
3
4
4
3
2
1
Centrální chiralita
Kyselina vinná – existuje ve formě tří stereoisomerů
COOH
COOH
HO
HO
H
H
meso-vinná
kyselina
(R, S)
COOH
COOH
HO
H
HO
H
(−)-D-vinná
kyselina
(R, R)
COOH
H OH
H OH
COOH
COOH
H OH
HO H
COOH
COOH
COOH
H
HO
H
HO
(+)-L-vinná
kyselina
(S, S)
COOH
HO H
H OH
COOH
enantiomery
diastereomery
Pokud najdeme v molekule rovinu symetrie, není chirální (např.
meso-vinná kyselina).
Axiální chiralita
Stereogenním centrem je osa chirality – deskriptory Ra a Sa.
Sa
Cl
Br Cl
Br 2
1 2'
1' 2
1
2'1'
1 2 1' 2'
C C
H3C
H
C
H
CH3
C C
1
2
C
2'
1' 1
2
2'1'
1 2 1' 2'
Ra
+
hν
190 nm
Ra Sa
Homochiralita života
H O
OHH
HHO
OHH
OHH
CH2OH
D-cukry
H2N H
R
OHO
L-aminokyseliny
Vlastnosti prostorových isomerů
Enantiomery jsou prakticky energeticky degenerované, rozdíl způsobený
porušením parity slabé interakce je zanedbatelný.
Cl
F
Br
H
Cl
F
Br
H ∆E = −2,3 10−11 J mol−1
Enantiomery se v achirálním prostředí neliší svými vlastnostmi.
Diastereomery obecně nemají stejnou energii a liší se svými vlastnostmi.
Enantiomery stáčejí rovinu planárně polarizovaného světla, každý stejnou
měrou ale opačným směrem.
Vlastnosti prostorových isomerů
Planárně polarizované světlo je superpozicí levotočivě a pravotočivě
polarizovaného světla.
Racemická směs – směs obsahující stejná množství jednoho a druhého
enantiomeru.
Pokud při reakci z achirálních látek vzniká chirální produkt, vzniká
racemická směs:
Br2
Br Br
Br Br
+
50 %50 %
Vlastnosti prostorových isomerů
Enantiomery se liší při interakci s biomolekulami, které jsou chirální
– vzniká diastereomerní vztah.
CH3
O
CH3H2C
(R)-karvon
máta
CH3
O
CH2H3C
(S)-karvon
kmín
CH3
CH3HOOC
CH3
(S)-ibuprofen
analgetikum
H3C
CH3 COOH
CH3
(R)-ibuprofen
neaktivní
Vlastnosti prostorových isomerů
Dělení enantiomerů, např. užití chirálních aminů k oddělení
enantiomerů kyselin, kdy vzniklé soli jsou ve vztahu diastereomerů
a liší se rozpustností.
H3COOC
COOH +
H3C NH2
H
*
H3COOC
COO
H3C NH3
H
H3COOC
COO
H3C NH3
H
diastereomery
Isomerie na dvojné vazbě a na cyklu
Popis konfigurace:
Dvojná vazba nesoucí dvě stejné referenční skupiny koncích dvojné
vazby – deskriptory cis a trans:
H3C
CH3H
H
trans-pent-2-en
H
COOH
H
H3C
cis-but-2-enová kyselina
Univerzálnější deskriptory E a Z – priority substituentů určíme
pomocí CIP.
H3C
CH3Cl
H
COOH
H
H3C (E)-3-methylpent-2-enová kyselina
CIP
2
11
2
(Z)-2-chlorpent-2-en
H3C
CIP
1
12
2
(Z − zusammen)
(E − entgegen)
Isomerie na dvojné vazbě a na cyklu
U disubstituovaných cyklů užíváme pouze deskriptory cis a trans.
H3C
OH
Cl
H
H
Cl
H H
H
H
H
cis-2-methylcyklopropan-1-ol trans-1,3-dichlorcyklopentan
H
H
H3C
CH3
trans-but-2-en
(E)-but-2-en
Ph
H
Ph
H
cis-stilben
(Z)-stilben
H3C
Cl
H
H
trans-1-chlorprop-1-en
(E)-1-chlorprop-1-en
ale
pouze
OHHO
cis-cyklohexan-1,4-diol
Příklad č. 5
V jakém vztahu jsou následující dvojice molekul?
CH3
CH3
CH3
CH2
CH3
CH3
(+)-α-pinen (+)-β-pinen
1 Identické
2 Konstituční izomery
3 Enantiomery
4 Diastereomery
Příklad č. 6
V jakém vztahu jsou následující dvojice molekul?
H3C
CH3
CH3
H3C
CH3
CH3
1 Identické
2 Konstituční izomery
3 Enantiomery
4 Diastereomery
Příklad č. 7
V jakém vztahu jsou následující dvojice molekul?
H3C
CH3
OH
H3C
OH
CH3
1 Identické
2 Konstituční izomery
3 Enantiomery
4 Diastereomery
Příklad č. 8
V jakém vztahu jsou následující dvojice molekul?
CH3 CH3
1 Identické
2 Konstituční izomery
3 Enantiomery
4 Diastereomery
Příklad č. 9
V jakém vztahu jsou následující dvojice molekul?
Br
Cl
H
F
Br
Cl
F
H
1 Identické
2 Konstituční izomery
3 Enantiomery
4 Diastereomery
Příklad č. 10
V jakém vztahu jsou následující dvojice molekul?
H3C
CH3
OH
OH
H3C
OH
OH
CH3
1 Identické
2 Konstituční izomery
3 Enantiomery
4 Diastereomery
Příklad č. 11
Převeďte následující molekulu alaninu do Fischerovy projekce.
H3C
HOOC
H
NH2
COOH
CH3
Řešení:
Příklad č. 12
Převeďte molekulu sacharidu z Fischerovy projekce do klínkového
vzorce.
H OH
HO H
H OH
H OH
CH2OH
O HO
H
CH2OH
Řešení:
Příklad č. 13
Najděte v molekule centra chirality a určete jejich absolutní
konfiguraci.
O
HO
HO
OH
H
H
O
OH
C
O OH
= CO O
H(C) (O)
Řešení:
Příklad č. 13
Řešení:
Příklad č. 14
Klínkový vzorec následující aminokyseliny převeďte do Fischerovy
projekce a určete deskriptor absolutní konfigurace centra chirality.
COOH
H
NH2
HS
CH2SH
O OH
Řešení:
Funkční skupiny
H C
H
H
C
H
H
H
C C
HH
H H
C C HH
OH
C X
C OH
alkan
alken
alkyn
aren
alkylhalogenid
alkohol
fenol
C O C ether
C SH thiol
C S C sulfid
O
epoxid
nitroderivát
aldehyd
C N
O
O
C C
O
H
C N
H
H
(primární) amin
Funkční skupiny
karboxylová kyselina
sulfonová kyselina
C C
O
OH
C S
O
OH
O
C C N nitril
C C
O
O C
ester
C C
O
N
amid
C C
O
X
acylhalogenid
(halogenid kyseliny)
C C
O
O C
O
C
anhydrid karboxylové
kyseliny
keton
keten
C C
O
C
C C O
Názvosloví organických sloučenin
Díky velké strukturní variabilitě organických sloučenin je obtížné najít
jeden univerzální názvoslovný princip.
H3C OH
N
azanmethylalkohol
H2N
OH
2-aminoethan-1-ol
methanol pyridin
N
O
H2N
H
CH3
O
OH
glycylalanin
Název musí být vždy jednoznačný!
Radikálově (skupinově) funkční názvosloví
H3C O CH3
CH3
CH3
methyl(terc-butyl)ether
H3C
C
CH3
O
dimethylketon
H3C Br methylbromid
H3C N
CH2CH3
CH2CH2CH3
ethyl(methyl)propylamin
OH
H3C
H3C
isopropylalkohol
Substituční názvosloví podle IUPAC
Sloučeninu odvodíme náhradou (substitucí) atomů vodíku v základní
struktuře.
Předpony a přípony vyjadřují modifikaci základní struktury.
Morfemy názvu: kmen, přípony, předpony, rozšířená zakončení, lokanty a
násobící předpony.
H3C CH3
O
OH
OH
12
3
45
Pozor, české názvosloví nereflektuje novější anglické názvosloví!
Názvosloví uhlovodíků
Alkany:
Sumární Název Sumární Název
vzorec vzorec
CH4 Methan C13H28 Tridekan
C2H6 Ethan C20H42 Ikosan (eikosan)
C3H8 Propan C21H44 Henikosan (heneikosan)
C4H10 Butan C22H46 Dokosan
C5H12 Pentan C23H48 Trikosan
C6H14 Hexan C24H50 Tetrakosan
C7H16 Heptan C30H62 Triakontan
C8H18 Oktan C31H64 Hentriakontan
C9H20 Nonan C32H66 Dotriakontan
C10H22 Dekan C33H68 Tritriakontan
C11H24 Undekan C40H82 Tetrakontan
C12H26 Dodekan C50H82 Pentakontan
Názvosloví uhlovodíků
Cykloalkany a nenasycené uhlovodíky:
H3C
CH3 hexan cyklohexan
H3C
CH2 hex-1-en
H3C hex-1-yn
H2C
CH2 hexa-1,3,5-trien
H2C hex-1-en-5-yn
H
H
Tvorba názvu
Hlavní skupina – skupina s nejvyšší názvoslovnou prioritou, je
vyjádřena příponou nebo na konci názvu.
Skupiny seřazené podle priority:
1. Radikály 11. Imidy kyselin
2. Anionty 12. Nitrily
3. Kationty 13. Aldehydy
4. Zwitteriontové sloučeniny 14. Ketony
5. Kyseliny 15. Alkoholy a fenoly následované thioly
6. Anhydridy kyselin 16. Hydroperoxidy
7. Estery kyselin 17. Aminy
8. Halogenidy kyselin 18. Iminy
9. Amidy 19. Ethery následované sulfidy
10. Hydrazidy kyselin 20. Peroxidy následované disulfidy
Substituent – atom nebo skupina, která nahrazuje jeden nebo více
atomů vodíku základního hydridu.
Tvorba názvu
Lokanty – čísla nebo písmena latinské nebo řecké abecedy.
S výjimkou názvů triviálního původu se lokanty umisťují před
příslušný morfem.
H3C
CH3 but-2-en 2-buten
Lokanty se oddělují spojovníkem (-), ne pomlčkou (–).
Násobící předpony:
1 mono- 5 penta- 9 nona-
2 di- 6 hexa- 10 deka-
3 tri- 7 hepta- 11 undeka-
4 tetra- 8 okta- 12 dodekaPočty
substituovaných skupin:
2 bis- 3 tris- 4 tetrakis-
Přípony a předpony pro vybrané skupiny
Skupina Vzorec Předpona Přípona
Karboxylová -COOH karboxy- -karboxylová kys.
kyselina -(C)OOH – -ová kyselina
Sulfonová kys. -SO3H sulfo- -sulfonová kyselina
Ester karbox. -COOR (R)oxykarbonyl- (R)-. . . -karboxylát
kyseliny -(C)OOR – (R)-. . . -oát
Acylhalogenid
-CO-halogen halogenkarbonyl- -karbonylhalogenid
-(C)O-halogen – -oylhalogenid
Amid
-CO-NH2 karbamoyl- -karboxamid
-(C)O-NH2 – -amid
Nitril
-C≡N kyan- -karbonitril
-(C)≡N – -nitril
Aldehyd
-CHO formyl- -karbaldehyd
-(C)HO oxo- -al
Keton >C=O oxo- -on
Alkohol / fenol -OH hydroxy- -ol
Thiol -SH sulfanyl- -thiol
Amin -NH2 amino- -amin
Imin =NH imino- -imin
Přípony a předpony pro vybrané skupiny
Některé skupiny jsou vyjádřené pouze předponou.
Skupina Vzorec Předpona
Bromderiváty -Br bromChlorderiváty
-Cl chlorFluorderiváty
-F fluorJodderiváty
-I jodDiazosloučeniny
=N2 diazoAzidy
-N3 azidoNitrososloučeniny
-NO nitrosoNitrosloučeniny
-NO2 nitroEthery
-OR (R)oxySulfidy
-SR (R)sulfanyl-
Tvorba názvu
Názvosloví substituentů odvozených od uhlovodíků:
H3C H H3Cmethan methyl
CH3CH2CH2CH2 H CH3CH2CH2CH2butan butyl
substituovaný substituent:
CH2CH
123
2-methylpropyl
(isobutyl)
CH2CH
1
23
4
4-(2-methylpropyl)fenyl
4-isobutylfenyl
CH2CH2OH
1 2
2-hydroxyethyl
H3C C
H
H
H
ethan H3C C ethyliden
H
H3C C
H
H
H
ethan H3C C ethylidyn
CH3
H3C
H3C
CH3
Tvorba názvu
Povolené triviální a semitriviální názvy:
CH
CH3
CH3
C
CH3
CH3
CH3 CH=CH2 CH2CH=CH2
CH2CH2C6H5 CH2C6H5 CH(C6H5)2
CH=CHC6H5C(C6H5)3
N
isopropyl terc-butyl vinyl allyl
fenethylfenyl benzyl benzhydryl
trityl cinnamyl 3-pyridyl 2-naftyl
Názvy acylů – zbytků karboxylových kyselin:
formyl acetyl benzoyl
C
O
H C
O
CH3 C
O
Tvorba názvu
Zkratky pro některé substituenty: Et (ethyl), Me (methyl), Pr (propyl),
i-Pr (isopropyl), Ph (fenyl), Bu nebo n-Bu (butyl), Ar (aryl – zbytek
aromatického uhlovodíku), Bn (benzyl), t-Bu (terc-butyl).
Hledání základního uhlovodíku:
U cyklických derivátů je základem obvykle cyklus.
U acyklických derivátů:
1. Nejdelší nevětvený acyklický řetězec nesoucí maximum skupin
vyjádřených příponou
2. Řetězec s maximem násobných vazeb
3. Řetězec s maximem dvojných vazeb
4. Absolutně nejdelší řetězec
Tvorba názvu
Pravidla pro číslování základní struktury:
Při číslování základní struktury se snažíme dosáhnout nejnižší sady
lokantů.
Postupujeme podle těchto bodů až do jednoznačného rozhodnutí:
Stanovené číslování (polycyklické aromatické uhlovodíky,
heterocykly).
1
2
3
4
5
6
7
8 9
10
1
2
3
45
6
7
8 1
2
3
45
6
7
8 9
10
naftalen anthracen fenanthren
Nejnižší lokanty pro heteroatomy v heterocyklech.
N
1
2
3
45
6
7
8
pyridin chinolin pyrrol
N
1
2
3
4
5
6 N
H
1
2
34
5
Tvorba názvu
Pravidla pro číslování základní struktury (pokračování):
Nejnižší lokanty pro skupiny pojmenované příponou.
H3C
OH
OH
propan-1,2-diol propan-2,3-diol
1
2
3
Nejnižší lokanty pro heteroatomy v necyklické základní
struktuře.
Nejnižší lokanty pro násobné vazby (-en/-yn).
hept-4-en-2-yn hept-3-en-5-yn1
2
3
H3C
C
C CH3
4
5
5
6
Nejnižší lokanty pro skupiny pojmenované předponou.
Tvorba názvu
Často používané triviální názvy:
NH2 OH
H
O
OH
O
OH
O
OH
H H
O
H3C H
O
H OH
O
H3C OH
O
anilin fenol benzaldehyd benzoová
kyselina
salicylová
kyselina
OH
O
formaldehyd acetaldehyd kyselina
mravencí
kyselina
octová
kyselina
akrylová
<
Příklad č. 14
Identifikujte v molekule funkční skupiny a určete, která z těchto skupin
by měla nejvyšší prioritu v substitučním názvosloví.
Cl
H2N
OH
O
baklofen
Řešení:
Příklad č. 15
Identifikujte v molekule funkční skupiny a určete, která z těchto skupin
by měla nejvyšší prioritu v substitučním názvosloví.
O
C
N
N
CH3
CH3
F
citalopram
Řešení:
Příklad č. 16
Identifikujte v molekule funkční skupiny a určete, která z těchto skupin
by měla nejvyšší prioritu v substitučním názvosloví.
H2N
O
N
H
N
CH3
CH3
prokainamid
Řešení:
Příklad č. 17
Identifikujte v molekule funkční skupiny a určete, která z těchto skupin
by měla nejvyšší prioritu v substitučním názvosloví.
O
OHO
O
N
pitofenon
Řešení:
Příklad č. 18
Napište strukturní vzorec 2-amino-3-methylpentanové kyseliny.
Řešení:
Příklad č. 19
Systematicky pojmenujte kyselinu levulovou:
H3C
O
OH
O
Řešení:
Příklad č. 20
Systematicky pojmenujte akrylamid:
NH2
O
Řešení:
Příklad č. 21
Systematicky pojmenujte kyselinu anthranilovou:
COOH
NH2
Řešení:
Příklad č. 22
Systematicky pojmenujte cinnamaldehyd:
H
O
Řešení: