Nafngift lífrænna efnasambanda
Lífræn efnasambönd eru efnasambönd sem eru aðallega samsett úr kolefni og vetni, stundum ásamt öðrum frumefnum eins og súrefni, köfnunarefni, brennisteini, fosfór og halógenum. Nafnakerfi lífrænna efnasambanda, einnig þekkt sem lífrænt nafnakerfi, er kerfi sem notað er til að úthluta þessum efnasamböndum einhliða og kerfisbundnum nöfnum. Rétt nafnakerfi er mikilvægt því það hjálpar við vísindalega auðkenningu og miðlun. Í þessari grein munum við skoða hugtakið nafnakerfi lífrænna efnasambanda út frá reglum sem Alþjóðasamband hreinnar og hagnýtrar efnafræði (IUPAC) hefur sett.
Grunnreglur IUPAC-nafngiftarinnar
IUPAC-kerfið var þróað til að úthluta hverju efnasambandi einstökum nöfnum út frá sameindabyggingu þess. IUPAC-nafnakerfið er hannað til að innihalda skýrar upplýsingar um byggingarsamsetninguna svo hægt sé að skipta nafninu niður í samsvarandi efnafræðilega uppbyggingu. Grunnreglan á bak við lífræna nafnakerfið felur í sér þrjá meginþætti: upprunalegt heiti, staðgengilsauðkenni og stöðuauðkenni.
1. Nafn upphafsatóms: Vísar til lengstu kolefniskeðjunnar í sameindinni.
2. Skiptihópsauðkenni: Auðkennir hópana eða atómin sem eru bundin aðal kolefniskeðjunni.
3. Stöðuauðkenni: Gefur til kynna staðsetningu staðgengilsins í aðal kolefniskeðjunni.
Alkanar, alkenar og alkínar
Byrjum á nafngiftum einfaldra kolvetnissambanda: alkanar (efnasambönd með einföldum tengjum), alkenar (efnasambönd með einu eða fleiri tvítengi) og alkínar (efnasambönd með einu eða fleiri þrítengi).
Alkan
Alkanar eru mettuð kolvetni sem hafa aðeins eintengi milli kolefnisatóma. Almenna formúlan fyrir alkana er CnH2n+2. Nöfn alkana enda á "-an". Dæmi eru:
– Metan (CH4): Minnsti alkaninn með einu kolefnisatómi.
– Etan (C2H6): Tvö kolefnisatóm, með eftirfarandi röðun: CH3-CH3.
– Própan (C3H8): Þrjú kolefnisatóm, með eftirfarandi röðun: CH3-CH2-CH3.
Fyrir alkana með lengri kolefniskeðjur eru basanöfnin aðlöguð úr grískum tölustöfum. Dæmi: bútan (4 kolefnisatóm), pentan (5 kolefnisatóm), hexan (6 kolefnisatóm).
Alken
Alkenar eru ómettuð kolvetni sem innihalda eitt eða fleiri kolefnis-kolefnis tvítengi. Almenna formúlan fyrir alkan er CnH2n. Formlegt heiti alkena endar á "-en". Móðurkeðjan er númeruð frá þeim enda sem er næst tvítenginu. Dæmi eru:
– Eten (C2H4): Tvö kolefnisatóm með einu tvítengi.
– Própen (C3H6): Þrjú kolefnisatóm: CH2=CH-CH3.
Alkínar
Alkínar eru ómettuð kolvetni sem innihalda eitt eða fleiri þrítengi kolefnis-kolefnis. Almenna formúlan þeirra er CnH2n-2. Formlegt heiti alkína endar á "-ín". Eins og alkenar byrjar númerunin í endanum næst þrítenginu. Dæmi eru:
– Etýn (C2H2): Tvö kolefnisatóm með einu þrítengi.
– Própún (C3H4): Þrjú kolefnisatóm: CH≡C-CH3.
Virknihópar
Virkur hópur er hluti af sameind sem virkar sem hvarfgjörn eining og ákvarðar efnafræðilega eiginleika sameindarinnar. Hér eru nokkur dæmi um virka hópa og samsvarandi nafngiftir þeirra.
Áfengi
Alkóhól eru efnasambönd sem innihalda hýdroxýlhóp (-OH) sem er tengdur við mettað kolefnisatóm. Nöfn alkóhóla enda á „-ól“. Númerun ætti að tryggja að -OH atómið sé eins lágt og mögulegt er.
Dæmi:
– Metanól (CH3OH): Einfaldasti alkóhólinn með einu kolefnisatómi.
– Etanól (C2H5OH): Tvö kolefnisatóm með einum hýdroxýlhópi tengdum við fyrsta kolefnið.
Aldehýð og ketón
Aldehýð innihalda karbónýlhóp (C=O) sem er tengdur við kolefnisatóm sem er einnig tengd við vetnisatóm. Nafn aldehýðs endar á „-al“.
Dæmi:
– Metanal (HCHO): Einnig þekkt sem formaldehýð, með einu kolefnisatómi.
– Etanal (CH3CHO): Einnig þekkt sem asetaldehýð, með tveimur kolefnisatómum.
Ketónar innihalda karbónýlhóp sem er tengdur við tvö önnur kolefnisatóm. Nafn ketóns endar á „-óni“.
Dæmi:
– Própanón (CH3COCH3): Einnig þekkt sem aseton, með þremur kolefnisatómum.
Karboxýlsýrur og esterar
Karboxýlsýrur innihalda karboxýlhóp (-COOH). Nafn karboxýlsýru endar á „-oic“.
Dæmi:
– Metansýra (HCOOH): Einnig þekkt sem maurasýra.
– Etanósýra (CH3COOH): Einnig þekkt sem ediksýra.
Esterar myndast við efnahvarf karboxýlsýru og alkóhóls. Esterar eru nefndir eftir sýrunni og alkóhólinu sem þeir mynda og enda á „-óískt“.
Dæmi:
– Metýlmetanóat (HCOOCH3): Esterar af maurasýru og metanóli.
– Etýletanóat (CH3COOCH2CH3): Esterar af ediksýru og etanóli.
Númerun og nafngift staðgengla
Tölun í efnasamböndum verður flóknari þegar skiptihópar eru til staðar. Skiptihópur er atóm eða hópur atóma sem kemur í stað vetnis í aðal kolvetninu. Hér eru almennu skrefin:
1. Veldu aðalkeðjuna: Veldu lengstu kolefniskeðjuna sem inniheldur aðalvirka hópinn.
2. Númerun: Númerið þessa keðju frá endanum sem er næst fyrsta virka hópnum eða skiptihópnum.
3. Greinið staðgengla: Nefnið staðgenglana sem forskeyti og raðið þeim í stafrófsröð.
4. Stöðuvísir: Notið tölur til að gefa til kynna stöðu hvers staðgengils á aðalkeðjunni.
Dæmi:
– 2-Metýlprópen (C4H8): Aðalkeðjan er própen (þrjú kolefnisatóm með einu tvítengi). Metýl skiptihópur á öðru kolefnisatóminu.
– 3-etýl-2-metýlhexan (C8H18): Aðalkeðjan er hexan (6 kolefnisatóm). Etýl-skiptihópurinn er á þriðja kolefnisatóminu og metýl-skiptihópurinn er á öðru kolefnisatóminu.
Niðurstaða
Nafnakerfi lífrænna efnasambanda er nauðsynlegur grunnur í lífrænni efnafræði. IUPAC kerfið veitir kerfisbundna og sameinandi leiðarvísi til að bera kennsl á og nefna ýmis lífræn efnasambönd. Með því að skilja grunnreglur og meginreglur nafnakerfisins getum við auðveldlega ratað og átt samskipti á sviði lífrænnar efnafræði.
