3.1.1 Радикалы в ряду алканов

В нормальных алканах, как отмечалось ранее, все атомы углерода образуют протяженную единую углеродную цепь. Хотя такой скелет может быть записан с изгибами и углами, однако вы всегда можете пройти всю такую цепь от начала до конца, не отрывая карандаша и не возвращаясь назад. В случае разветвленного строения алканов этого сделать нельзя. Сравните два приведенных ниже скелета: С

С−С−С−С С−С−С−С

С С

нормальный алкан разветвленный алкан

Скелет, написанный справа, нельзя преобразовать без разрыва углерод-углеродных связей в протяженную цепь, включающую все атомы углерода.

Поэтому для наименования углеводородов с разветвленной структурой используют названия замещающих групп – радикалов. Что же такое радикал?

Рассмотрим две сокращенные структурные формулы:





СН₃

СН₃−СН₂−СН₂−СН₃ СН₃−СН₂−СН−СН₃

Обе имеют четыре атома углерода в самой длиной цепи и называются - бутаны. Чем же они отличаются друг от друга? А различие заключается в замене одного из Н-атомов у отмеченного звездочкой атома углерода на группу СН₃. Замены такого рода называют замещением, а группа СН₃ играет здесь роль заместителя. Таким образом второе из приведенных выше соединений является замещенным бутаном .

Радикал – частица, условно выделенная из молекулы углеводорода отнятием одного или нескольких атомов водорода.

Не следует путать номенклатурное понятие радикал с истинными свободными радикалами – это электронейтральные органические структуры (молекулы, атомы), имеющие один или несколько неспаренных электронов на валентной оболочке.

Чтобы избежать путаницы радикалы обозначают с черточкой СН₃−, а свободные радикалы с точкой СН₃•.

В зависимости от числа потерянных водородных атомов радикалы могут быть одно-, двух- и трехвалентными.

Общее название одновалентных углеводородных радикалов – алкилы. Условно углеводородные радикалы обозначают буквой R.

Индивидуальное название алкила формируется заменой суффикса – ан на ил в названии соответствующего алкана.

Например: СН₄ СН₃−

метан метил

СН₃−СН₃ СН₃−СН₂−

этан этил

СН₃−СН₂−СН₂−СН₂−СН₃ СН – СН – СН – СН – СН

пентан пентил (амил)

Радикалы, производимые от изоалканов, называют по тому же принципу, как и радикалы, образующиеся от алканов нормального строения.

СН₃−СН−СН₃ СН₃−СН−СН₂−

СН₃ СН₃

изобутан изобутил

СН₃−СН−СН₂−СН₃ СН₃−СН−СН₂−СН₂−

СН₃ СН₃

изопентан изопентил (изо-амил)

Запомните: Приставка изо- используется для названия радикалов, у которых две метильные группы находятся на одном конце цепи углеродных атомов, а свободная валентность на противоположном от разветвления.

Встречаются названия радикалов с приставкой нео-. Эта приставка указывает на наличие трех метильных групп на конце разветвленной цепи:

СН₃ СН₃

СН₃−С−СН₃ СН₃−С−СН₂−

СН₃ СН₃

неопентан неопентил

Кроме количества атомов углерода, одновалентные радикалы подразделяются на первичные, вторичные и третичные в зависимости от того, у какого атома углерода (первичного, вторичного или третичного) находится свободная валентность. Все выше рассмотренные радикалы относятся к первичным радикалам, так как свободная валентность находится у первичного атома углерода. По этому признаку алкану состава С₃Н₈ (пропан) соответствует два одновалентных радикала: первичный радикал пропил СН₃−СН₂−СН₂− и вторичный радикал, он имеет два названия изопропил, реже его называют втор-пропил

СН₃−СН−СН₃ .

Примеры названий вторичных, третичных радикалов приведены ниже.

В торичные радикалы: СН₃−СН₂−СН− втор-бутил;

СН₃

СН₃−СН−СН− втор-изопентил;

СН₃ СН₃

Третичные радикалы:

СН₃

СН₃−С− трет-бутил;

СН₃

СН₃

СН₃−СН₂−С− трет-пентил.

СН₃

Н азвание двухвалентных радикалов с двумя свободными валентностями у одного и того же атома углерода производят заменой суффикса −ан на -илиден в названии соответствующего алкана. Исключение радикал от метана - метилен CH_2, например:

СН₃−НС этилиден СН₃−СН₂−НС пропилиден

Н азвание трехвалентных радикалов с тремя свободными валентностями у одного и того же атома углерода производят заменой суффикса -ан на -илидин.

Исключение радикал от метана - метин СН, например:

СН₃−С этилидин СН₃−СН₂−С пропилидин