Органикалық қосылыстардың номенклатурасы
Органикалық қосылыстар - негізінен көміртек пен сутектен, кейде оттегі, азот, күкірт, фосфор және галогендер сияқты басқа элементтерден тұратын химиялық қосылыстар. Органикалық қосылыстардың номенклатурасы, сондай-ақ органикалық номенклатура деп те аталады, бұл қосылыстарға бір дауысты және жүйелі атаулар беру үшін қолданылатын жүйе. Дұрыс номенклатура өте маңызды, себебі ол ғылыми сәйкестендіруге және байланыс орнатуға көмектеседі. Бұл мақалада біз Халықаралық таза және қолданбалы химия одағы (IUPAC) белгілеген ережелерге негізделген органикалық қосылыстардың номенклатурасы тұжырымдамасын қарастырамыз.
IUPAC номенклатурасының негізгі қағидалары
IUPAC жүйесі әрбір химиялық қосылысқа оның молекулалық құрылымына негізделген бірегей атаулар беру үшін жасалған. IUPAC номенклатурасы құрылымдық құрамы туралы анық ақпаратты қамту үшін жасалған, осылайша атауды тиісті химиялық құрылымға бөлуге болады. Органикалық номенклатураның негізгі принципі үш негізгі компонентті қамтиды: аталық атау, орынбасар идентификаторы және позиция идентификаторы.
1. Аталық атауы: Молекуладағы ең ұзын көміртек тізбегін білдіреді.
2. Орынбасар идентификаторы: Негізгі көміртек тізбегіне байланысқан топтарды немесе атомдарды анықтайды.
3. Орын идентификаторы: Негізгі көміртек тізбегіндегі орынбасардың орнын көрсетеді.
Алкандар, алкендер және алкиндер
Қарапайым көмірсутек қосылыстарының номенклатурасынан бастайық: алкандар (жалғыз байланысы бар қосылыстар), алкендер (бір немесе бірнеше қос байланысы бар қосылыстар) және алкиндер (бір немесе бірнеше үштік байланысы бар қосылыстар).
Алқан
Алкандар – көміртек атомдары арасында тек бір ғана байланыс бар қаныққан көмірсутектер. Алкандардың жалпы формуласы CnH2n+2. Алкан атаулары «-ан» әрпімен аяқталады. Мысалдарға мыналар жатады:
– Метан (CH4): Бір көміртек атомы бар ең кіші алкан.
– Этан (C2H6): CH3-CH3 реттілігімен орналасқан екі көміртек атомы.
– Пропан (C3H8): CH3-CH2-CH3 реттілігімен үш көміртек атомы.
Ұзын көміртекті тізбектері бар алкандар үшін негізгі атаулар грек цифрларынан алынған. Мысалдар: бутан (4 көміртек атомы), пентан (5 көміртек атомы), гексан (6 көміртек атомы).
Алкен
Алкендер – құрамында бір немесе бірнеше көміртек-көміртек қос байланысы бар қанықпаған көмірсутектер. Алкандардың жалпы формуласы – CnH2n. Алкендердің ресми атауы «-ен» әрпімен аяқталады. Бас тізбек қос байланыстың ең жақын ұшынан бастап нөмірленеді. Мысалдарға мыналар жатады:
– Этен (C2H4): бір қос байланысы бар екі көміртек атомы.
– Пропен (C3H6): Үш көміртек атомы: CH2=CH-CH3.
Алкиндер
Алкиндер – бір немесе бірнеше көміртек-көміртек үштік байланысынан тұратын қанықпаған көмірсутектер. Олардың жалпы формуласы CnH2n-2. Алкиндердің ресми атауы «-yne» әрпімен аяқталады. Алкендер сияқты, нөмірлеу үштік байланыстың ең жақын ұшынан басталады. Мысалдарға мыналар жатады:
– Этин (C2H2): бір үштік байланысы бар екі көміртек атомы.
– Пропун (C3H4): Үш көміртек атомы: CH≡C-CH3.
Функционалдық топтар
Функционалдық топ - бұл молекуланың реактивті бірлік ретінде әрекет ететін және молекуланың химиялық қасиеттерін анықтайтын бөлігі. Міне, функционалдық топтардың және оларға сәйкес номенклатураның бірнеше мысалдары.
алкоголь
Спирттер – қаныққан көміртек атомымен байланысқан гидроксил тобы (-OH) бар қосылыстар. Спирттер атаулары «-ol»-мен аяқталады. Нөмірлеу -OH атомының мүмкіндігінше төмен болуын қамтамасыз етуі керек.
Мысал:
– Метанол (CH3OH): бір көміртек атомы бар ең қарапайым спирт.
– Этанол (C2H5OH): бірінші көміртегімен байланысқан бір гидроксил тобы бар екі көміртек атомы.
Альдегидтер және кетондар
Альдегидтердің құрамында көміртек атомымен байланысқан карбонил тобы (C=O) бар, ол сонымен қатар сутегі атомымен де байланысқан. Альдегидтің атауы «-al» әрпімен аяқталады.
Мысал:
– Метанал (HCHO): Бір көміртекті формальдегид деп те аталады.
– Этанал (CH3CHO): Екі көміртегі атомынан тұратын ацетальдегид деп те аталады.
Кетондарда екі басқа көміртек атомымен байланысқан карбонил тобы бар. Кетонның атауы «-бір» әрпімен аяқталады.
Мысал:
– Пропанон (CH3COCH3): үш көміртекті атомы бар ацетон деп те аталады.
Карбон қышқылдары және эфирлер
Карбон қышқылдарының құрамында карбоксил тобы (-COOH) бар. Карбон қышқылының атауы «-oic» әрпімен аяқталады.
Мысал:
– Метан қышқылы (HCOOH): Сондай-ақ құмырсқа қышқылы деп те аталады.
– Этан қышқылы (CH3COOH): Сондай-ақ сірке қышқылы деп те аталады.
Күрделі эфирлер карбон қышқылы мен спирт арасындағы реакция нәтижесінде түзіледі. Күрделі эфирлер түзілетін қышқыл мен спирттің атымен аталады және «-oic» әрпімен аяқталады.
Мысал:
– Метилметаноат (HCOOCH3): құмырсқа қышқылы мен метанолдың эфирлері.
– Этилэтаноат (CH3COOCH2CH3): Сірке қышқылы мен этанолдың эфирлері.
Орынбасарлардың нөмірленуі және номенклатурасы
Орынбасарлар болған кезде қосылыстардағы нөмірлеу күрделене түседі. Орынбасар - негізгі көмірсутектегі сутегінің орнын басатын атом немесе атомдар тобы. Міне, жалпы қадамдар:
1. Негізгі тізбекті таңдаңыз: Негізгі функционалдық топты қамтитын ең ұзын көміртекті тізбекті таңдаңыз.
2. Нөмірлеу: Бұл тізбекті бірінші функционалдық топқа немесе орынбасарға ең жақын ұшынан бастап нөмірлеңіз.
3. Орынбасарларды анықтаңыз: Орынбасарларды префикс ретінде атаңыз және орынбасарларды алфавиттік ретпен орналастырыңыз.
4. Орын көрсеткіші: Негізгі тізбектегі әрбір орынбасардың орнын сандармен көрсетіңіз.
Мысал:
– 2-Метилпропен (C4H8): Негізгі тізбек пропен (бір қос байланысы бар үш көміртек атомы). Екінші көміртегідегі метил орынбасар.
– 3-Этил-2-метилгексан (C8H18): Негізгі тізбек - гексан (6 көміртек атомы). Этил орынбасар үшінші көміртекте, ал метил орынбасар екінші көміртекте орналасқан.
Қорытынды
Органикалық қосылыстардың номенклатурасы органикалық химияның маңызды негізі болып табылады. IUPAC жүйесі әртүрлі органикалық қосылыстарды анықтау және атау үшін жүйелі және біріктіретін нұсқаулық береді. Номенклатураның негізгі ережелері мен принциптерін түсіну арқылы біз органикалық химия саласында оңай жол тауып, байланыса аламыз.
