Номенклатура органических соединений. Учебное пособие-1

Насыщенность некоторых гетероциклических соединений (там, где поставлены прочерки) обозначают добавлением приставки «пергидро-» к названию соответствующего ненасыщенного соединения.

Гетероциклические системы, у которых ненасыщенность меньше максимально возможной, называют применяя префиксы дигидро-, тетрагидро-, пергидро-, либо используют «обозначенный водород».

Понятие «обозначенный водород» вводят в случае, где после введения в цикл максимального числа некумулированных двойных связей остаётся лишний атом водорода (возможно его различное положение). Положение этого водорода показывают локантом.

Большинство суффиксов таблицы 2 образуют отделением нескольких букв от соответствующего числительного: «ир» от три (трёхчленный цикл), «-ет» от «тетра», «еп» от «гепта», «-ок» от «окта», «-он» от «нона» и «-ек» от «дека». Суффиксы «-ол» для пятичленного цикла и «ин» для шестичленного цикла являются оригинальными.

Эти суффиксы появились от наиболее распространённых азотистых гетероциклов: пятичленных пиррол, шестичленных пиридин:

O

Если в цикле содержится более одного гетероатома, то в названии такого соединения их перечисляют в порядке убывающего старшинства в соответствии с таблицей 1 в виде приставок, к последней приставке добавляют суффикс из таблицы 2.

129

Наиболее распространённые приставки, встречающиеся в биологически активных молекулах (по старшинству):

1) окса –О, 2) тиа –S, 3) аза –NH, 4) аза –N.

Локанты ставят перед названием. Первым называют гетероатом, стоящий в таблице 1 первым, т. е. вначале называют кислород, затем серу, затем –NH, последним - азот.

Гидрированные атомы углерода так же фиксируют в названии:

МЕТОД ПОСТРОЕНИЯ НАЗВАНИЙ КОНДЕНСИРОВАННЫХ ГЕТЕРОЦИКЛОВ

Конденсированные системы гетероциклов могут иметь тривиальные названия и названия их гетероциклов, составленные по системе Ганча-Видмана, мугут быть сконденсированы с названиями циклических углеводородов или других гетероциклических систем.

При составлении такого названия в качестве основного компонента выбирают тривиальное название наиболее подходящей структурной единицы.

При этом руководствуются несколькими критериями. Основным компонентом может являться:

1.азотосодержащий гетероцикл;

2.компонент с гетероатомом, кроме азота, стаящий в таблице 1 как можно выше;

3.компонент с наибольшим размером цикла;

130

4.компонент с большим числом гетероатомов;

5.компонент с большим числом различных гетероатомов;

6.компонент с большим числом гетероатомов, занимающих более высокое положение в таблице 1;

7.компонент, у которого гетероатамы имеют наименьшие локанты;

8.компонент с возможно большим числом циклов и т. д..

В такой структуре, начиная от связи 1,2, все грани по периметру обозначают строчными (малыми) курсивными буквами латинского алфавита a, b, c, d и т. д. Полное название составляют подстановкой названия причленённой структуры (со связкой «о» перед названием основы). В квадратных скобках обозначают порядок сочленения: указывают локанты атомов причленённой структуры и буквенное обозначение грани основной структуры.

131

При конденсировании названий гетероциклов используют следующие сокращения: фуро-, имидазо-, пиридо-, хино- и тиено-. Названия других гетероциклов при слиянии не сокращают. При этом гетероатом должен получить наименьший возможный номер. Если гетероатом является узловым, то нумерацию ведут обычным путём, но для гетероатома латинские буквы не используют.

O

N

пирано/3,4-в/хинолизин

хинолизин пиран

Как и в случае карбоциклических соединений, квадратные скобки используют для выделения локантов, относящихся к исходным компонентам, а не к конечному названию.

При конденсировании гетероциклического компонента, названного по системе Ганча-Видмана, с бензольным ядром возникают системы, назвать которые проще.

132

Все конденсированные гетероциклические структуры, содержащие меньшее число кратных связей, должны иметь приставку «гидро» и цифрами указывают положения гидрированных двойных связей. После него указывают положение обозначенного водорода.

O

1 2

4 3

N

H 3,4-дигидро-2H-1,4-бензоксазин

Иногда применяют заменительную номенклатуру. Перед наименованием углеводорода ставят приставку соответствующего гетероатома и цифрой указывают, какой из атомов углерода заменён на гетероатом.

Такие названия более удобны для соединений, содержащих различные типы гетероатомных циклов или для сложных циклических систем. Здесь сохраняется привычная нумерация. В качестве родоначального соединения следует выбирать соответствующий углеводород, а не гетероцикл.

133

Контроль усвоения темы.

1.Пользуясь таблицами 1 и 2 назовите все трёхчленные, четырёхчленные, пятичленные, шестичленные и семичленные гетероциклы, содержащие последовательно кислород, серу, азот.

2.Назовите следующие соединения:

3. Дайте химические названия следующим алкалоидам:

134

альдегидную группу обозначают номером 1; в кетозах карбонильный атом углерода должен быть обозначен более низким номером.

Для обозначения числа атомов углерода в нормальной цепи используют названия: триоза, тетроза, пентоза, гексоза и т. д.

Моносахариды, содержащие альдегидную группу, обозначают префиксом альдо-, а соединения с кетогруппой имеют префикс кето-. По этой системе простейшие монозы, например, глицериновый альдегид (2,3-дигидроксипропаналь) называют альдотриозой, а 1,3- дигидроксиацетон (1,3-дигидроксипрапанон-2) кетотриозой.

Моносахариды классифицируют с учётом двух признаков, т. е. природы оксогруппы и длины углеродной цепи. Глюкоза, представляющая альдегидосахар с шестью атомами углерода, принадлежит к группе альдогексоз; фруктоза - кетосахар с шестью атомами углерода, принадлежит к группе кетогексоз.

Конфигурационную принадлежность обозначают символами D и L, которые ставят непосредственно перед названием сахара. Если необходимо указывают знак оптического вращения (+) правый, (-) левый. Рацимические формы обозначают символом DL или (±).

Углеводы, у которых асимметрический атом углерода с наибольшим порядковым номером в цепи имеет такую же конфигурацию как D(+) глицериновый альдегид относится к D-стереохимическому ряду, имеющие противоположную конфигурацию, относятся к L-ряду.

Перспективные формулы моносахаридов предложили наш соотечественник А.А. Колли и немецкий химик Б. Толленс.

136

Когда спиртовая гидроксильная группа моносахарида замещена атомом водорода соединение называют, помещая (через дефис) перед названием сахара, соответствующий цифровой указатель места замещения и приставку (префикс) дезокси-.

CHO

CH2

H C OH

H C OH

CH2OH

2-дезокси-D-рибоза

Как известно, альдегиды и кетоны реагируют со спиртами с образованием полуацеталей и ацеталей. Углеродная цепь углеводов не является жёсткой и может принимать клешневидную конформацию. Следовательно, карбонильная группа и спиртовый гидроксил молекулу моносахарида могут образовать циклические полуацетальные формы. Обычно образуются пяти- и шестичленные циклы (как наиболее энергетически выгодные) в зависимости от того какой гидроксил (четвёртого или пятого атома углерода) реагируют с карбонильной группой.

При замыкании цикла возникает ещё один центр асимметрии, благодаря которому появляются два стереоизомера. Эти стереоизомеры различаются конфигурацией при вновь возникшем полуацетальном атоме углерода, их называют аномерами. Аномер, у которого конфигурация полуацетального гидраксила и последнего асимметрического атома углерода совпадают, называют α-аномером, если конфигурация у аномерного центра и последнего асимметричного атома углерода не совпадают, называют β-аномером.

Символ, обозначающий аномерию (α- или β-) применяют только в сочетании с конфигурационным символом (D- или L-) и всегда ставят непосредственно перед ним.

Конфигурационные символы помещают перед основным названием.

137

В начале 20-го столетия Хеуорс предложил перспективные циклические формулы моносахаридов, которые в большей степени соответствуют действительности.

Необходимо помнить:

а) атомы углерода нумеруют начиная с атома кислорода по часовой стрелке. Считается, что атомы цикла находятся в плоскости, перпендикулярной плоскости листа бумаги;

б) заместители (H и OH) помещают сверху или снизу плоскости молекулы в зависимости от конфигурации атома углерода:

-если атом углерода имеет D-конфигурацию, OH-группа пишется снизу, водород – сверху (обычно водород в таких формулах не указывают);

-если L-конфигурацию, то наоборот.

в) при переходе от формул Колли-Толленса к формулам Хеуорса

инаоборот пользуются правилами:

-все заместители, расположенные в формулах Хеуорса внизу от плоскости цикла, помещают в формулах Колли-Толленса справа от вертикальной линии, а находящиеся сверху – слева. Для заместителей

связанных с C5 – в пиранозах и C4 – в фуранозах – это правило работает наоборот:

– кислородный атом в формуле Колли-Толленса располагают справа, если боковая цепь в формуле Хеуорса находится сверху, и слева, если боковая цепь была внизу.

138