Deskriptor (chémia)

Deskriptor je v chemickom názvosloví predpona, ktorá sa nachádza na začiatku systematického názvu látok, ktorá popisuje konfiguráciu alebo stereochémiu molekuly.[1] Niektoré deskriptory uvedené nižšie sa používali historicky, ale už by sa nemali používať v publikáciách, pretože neodpovedajú moderných odporučeniam IUPAC. Stereodeskriptory sa často používajú v spojení s lokantmi, aby bola chemická štruktúra definovaná jednoznačne.

Deskriptory sa zvyčajne používajú na začiatku systematického názvu a neberú sa do úvahy pri abecednom zoradzovaní substituentov.

Konfiguračné deskriptory

Konfiguračné deskriptory zvyčajne udávajú konfiguráciu substituentov vzhľadom na iné časti molekuly alebo iné substituenty.

cis, trans

Dvojitá väzba so substituentmi v polohách cis (vľavo) and trans (vpravo): kyselina maleínová a fumarová

Deskriptory cis (lat. na tejto strane)[2] a trans (lat. krížom)[3] sa používajú v rôznych situáciách na popis chemických konfigurácií:[4][5]

cis (vľavo) and trans (vpravo) izoméry kruhových systémov.

• V organickej štruktúrnej chémii sa môžu použiť na popis konfigurácie substituentov na dvojitej väzbe. Platí to však len pre látky s jednoduchout substitúciou s dvoma reziduami. Pozícia týchto reziduí voči sebe navzájom môže byť v rôznych častiach kruhov alebo väčších molekúl takist popísaná týmito deskriptormi, ak je konfigurácia štruktúry pevne daná a nepovoľuje zmenu.
• V anorganickej chémii komplexov sa deskriptory cis a trans používajú na popis pozičných izomérov u oktaédrickych komplexov s konfiguráciou A₂B₄X alebo u štvorcovo planárnych komplexov s konfiguráciou A₂B₂X.

Deskriptory cis a trans sa píšu kurzívou a malými písmenami.

Názvoslovie s cis/trans deskriptormi nie je dostatočne jasné pre dvojité väzby s väčším počtom substituentov a aktuálne bolo nahradené (E)/(Z) notáciou.[6]

• 
  Oktaédrický komplex s cis konfiguráciou
• 
  Oktaédrický komplex s trans konfiguráciou
• 
  Štvorcovo planárny komplex: cisplatina

(E), (Z)

Systematický názov tejto molekuly je (E,Z)-nona-2,6-dienál. Obsahuje jednu (E)- a jednu (Z)- dvojitú väzbu

Deskriptory (E) (z nemeckého entgegen, oproti) a (Z) (z nemeckého zusammen, spolu) sa používajú na jasné určenie polôh substituentov u alkénov, kumulénov a iných systémov s dvojitými väzbami, napríklad oximov.[7]

Priradenie deskriptoru (E) alebo (Z) závisí na relatívnej pozícii dvoch substituentov s vyššou prioritou na každej strane dvojitej väzby. Priorita je priradzovaná podľa pravidiel CIP. E-Z notácia sa dá použiť u akéhokoľvek systému s dvojitými väzbami (vrátane heteroatómov), ale nie na substituované kruhové systémy. Tieto deskriptory sa vždy píšu veľkými písmenami a kurzívou v zátvorke, podobne ako dodatočné lokanty.

o-, m-, p-

Skratky o- (z orto, z gréckeho orthós pre rovný),[8] m- (meta, z gréčtiny, (približne) v strede)[9] a p- (para, z gréckeho pará pre na boku)[10] popisujú tri možné pozičné izoméry dvoch substituentov na benzénovom kruhu. Zvyčajne sa jedná o nezávislé substituenty, ale pre spojené kruhové systémy sa orto-spojenie takisto uvádza, ak nie je táto substitúcia uvedená priamo v názve, ako je napríklad u [2.2]paracyklofánu. V aktuálnom systematickom názvosloví sa tieto skratky často nahrádzajú lokantmi (1,2-dimetylbenzén namiesto o-xylén).

o-, m- a p- (alebo orto-, meta- a para-) sa píšu malými písmenami kurzívou.

• 
  o-Krezol
• 
  m-Krezol
• 
  p-Krezol

exo, endo

Deskriptory exo (z gréčtiny, vonku)[11] alebo endo (z gréčtiny, vnútri)[12] označujú relatívnu konfiguráciu bicyklických zlúčenín s mostíkovými atómami. Pozícia substituentu na hlavnom kruhu vzhľadom na mostíkový atómy tvoriace najkratší mostík (respektíve, podľa pravidiel IUPAC, mostíkové atómy s najvyšším číselným lokantom) sa označuje týmito deskriptormi.[13] Substituent označený ako exo je natočený smerom k mostíku, naopak deskriptor endo naznačuje jeho natočenie od mostíka. Ak sú na tom istom uhlíku dva substituenty, používa sa exo/endo na označenie substituentu s vyššou prioritou podľa pravidiel CIP.

• 
  2-endo-bróm-7-syn-fluór-bicyklo[2.2.1]heptán
• 
  2-exo-bróm-7-syn-fluór-bicyklo[2.2.1]heptán
• 
  2-endo-bróm-7-anti-fluór-bicyklo[2.2.1]heptán
• 
  2-exo-brón-7-anti-fluór-bicyklo[2.2.1]heptán

syn, anti

Isomerie der Aldoxime: links ein früher als syn-, heute als (E)-konfiguriert zu beschreibendes Aldoxim, rechts das entsprechende (Z)- (veraltet: anti)-Isomer.

Ak majú mostíkové atómy najkratšieho mostíka v bicyklických systémov substituent, exo a endo deskriptory nemožno použiť. Preto sa pre tieto izoméry používa syn/anti notácia.[13] Ak je substituent otočený smerom ku kruhu s vyšším počtom atómov, konfigurácia je syn (z gréčtiny, spolu),[14] inak je anti (z gréčtiny, proti).[15] Ak majú oba kruhy rovnaký počet atómov, porovnáva sa s tým kruhom, ktorý má substituent s najvyššou prioritou podľa pravidiel CIP.

Kedysi sa deskriptory syn a anti používali na popis dvojitých väzieb, ale už sa nepoužívajú, hlavne u aldoximov a aldehydov odvodených od hydrazónov. Zlúčeninám bola priradená konfigurácia syn, ak bol aldehydový vodík a oximový kyslík (prípadne hydrazónový dusík) na tej istej strane (teda cis). Tieto zlúčeniny sa aktuálne správne označujú pomocou E-Z notácie. Aldoximy a hydrazóny predtým klasifikované ako syn sú teda aktuálne (E).[14]

Pri popise diastereomérov sa syn a anti používajú na popis skupín na rovnakej/opačnej strane cikcak projekcie.

Deskriptory syn a anti sa vždy píšu malými písmenami a kurzívou, lokanty sa píšu pred ne a oddeľujú sa pomlčkou.

fac, mer

Deskriptory fac (z latinského facies)[16] a mer (z latinského meridonal)[17] popisujú usporiadanie troch identických ligandov viazaných na centrálny atóm v oktaédrických komplexoch. Tieto deskriptory sa dnes už nepoužívajú, ale sú povolené.[18][19] Predpona fac sa používa, keď všetky tri ligandy tvoria vrcholy steny osemstenu. Predpona mer sa používa vtedy, keď tri ligandy tvoria rovinu, v ktorej sa nachádza centrálny atóm.

• 
  fac-[CoCl₃(NH₃)₃]
• 
  mer-[CoCl₃(NH₃)₃]

n-, izo, neo, cyklo

Predpony n- (normálny), izo (z gréckeho ísos, rovnaký),[20] neo (z gréckeho néos, nový/mladý)[21] a cyklo (z gréckeho kyklos, kruh)[22] sa používajú hlavne na opis usporiadania atóm, hlavne u uhlíkovej kostry. Deskriptory n, izo a neo sa už v systematickom názvosloví nepoužívajú, ale stále sa bežne vyskytujú v triválnych názvoch.

Predpona n- označuje lineárnu uhlíkovú kostru bez postranných reťazcov, zatiaľ čo izo opisuje vetvenú kostru bez ďalších detailov. Všeobecne sa izo používa pre zlúčeniny izomérne s n- zlúčeninami.

Deskriptor neo je nešpecifický termín pre „novú“, typicky synteticky produkovanú zlúčeninu alebo izomér dlho znýmych n zlúčenín či prírodných látok (napríklad neomentol odvodený od mentolu alebo kyselina neoabietová od kyseliny abietovej). Podľa IUPAC sa predpona neo odporúča len pre neopentán alebo neopentylovú skupinu.[23][24]

Predpona cyklo sa naďalej bežne používa na označenie všetkých cyklických a heterocyklických zlúčenín. U mnohých názvov sa cyklo nepoužíva ako predpona, ale priamo ako súčasť názvu, napríklad cyklohexán alebo cyklooktatetraén.

Zatiaľ čo n, izo a neo sú zvyčajne písané malými písmenami a kurzívou, pri cyklo to platí len u anorganických zlúčenín.[25] U organických zlúčenín sa cyklo používa ako súčasť názvu, nie je oddelená pomlčkou a uvažuje i pri abecednom radení substituentov.

• 
  n-pentán
• 
  Izopentán
• 
  Neopentán
• 
  Cyklopentán

sec-, terc-

Predpony sec- a terc- sa používajú na upresnenie okolia substituentu v molekule. Neopisujú teda polohu substituentu, ale počet skupín naviazaných na vedľajší atóm (typicky uhlík). U n-butanolu je OH skupina viazaná na primárny uhlík, u sec-butanolu na sekundárny uhlík a u terc-butanolu na terciárny uhlík.

Pojmy sec- a terc- sú považované za zastarané a mali by sa používať len na nesubstituované sec-butoxy, sec-butylové[26][27] a terc-butylové skupiny.[27][28] Používajú sa i iné spôsoby zápisu, ako „sec-butyl“, „s-butyl“, „sBu“ alebo „bus“, ale i tieto sú považované za zastarané.[29][30] Napriek tomu sa bežne používa názov t-Bu pre terc-butyl.

• 
  n-Butanol
• 
  sec-Butanol
• 
  terc-Butanol

spiro

Spiro[4.5]dekán

Predpona „spiro“ opisuje názvoslovie organických zlúčenín, ktoré majú cykly spojené jediným spoločným atómom, spiroatómom. Ak je takýchto atómov viac, používajú sa predpony na určenie počtu (dispiro, trispiro...).

katena

Pojem katena sa používa v anorganickom názvosloví[31] na opis lineárnych polymérov pripomínajúcich reťazce tvorených identickými polyatómovými jednotkami.[32] Príkladom sú catenatrifosfazény.[33][34] Príbuznými zlúčeninami v organickej chémii sú katenány.

Stereodeskriptory absolútnej konfigurácie

Deskriptory uvedené vyššie popisujú pozíciu substituentov relatívne voči inému substituentu či časti štruktúry. Deskriptory absolútnej konfigurácie popisujú konfiguráciu bez nutnosti poznať konfiguráciu či polohu iných substituentov.

(R), (S)

Priradene konfigurácie stereocentru „X“. Substituenty sú zoradené podľa pravidiel CIP a ich klesajúce poradie je naznačené šípkou.

Stereochemické deskriptory (R) (z latinského rectus, vpravo) a (S) (z latinského sinister, vľavo)[35] sa používajú na popis absolútnej konfigurácie stereocentier (zvyčajne chirálnych uhlíkových atómov).[36] Pri ich použití je každému substituentu na stereocentre priradená priorita podľa pravidiel CIP a substituent s najnižšou prioritou (na obrázku „D“) sa otočí smerom za rovinu (od pozorovateľa). Stereocentru je priradená konfigurácia (R), ak sú ostávajúce substituenty v kruhu v smere hodinových ručičiek (v zostupnom poradí priorít, teda na obrázku „A“ → „B“ → „C“). Konfigurácia (S) je priradená v opačnom prípade (v zostupnom poradí priorít sú substituenty proti smeru hodinových ručičiek.

Ak má jedna molekula viac stereocentier, je nutné použiť lokanty pred každým deskriptorom (napríklad (1R, 2S)-2-amino-1-fenylpropan-1-ol, čo je systematický názov pre norefedrín). Ak majú všetky stereocentrá rovnakú konfiguráciu, lokanty možno vynechať a nahradiť ich za „all-R“ alebo „all-S“.

Deskriptory (R) a (S) sa píšu veľkými písmenami a kurzívou do zátvorky na začiatku názvu štruktúry. Pri väčšom počte sa pred každý z nich píše lokant a oddeľujú sa čiarkou (všetko bez kurzívy).

(r), (s)

Deskriptory (r) a (s) sa používajú v prípade pseudoasymetrických (pseudochirálnych) centier.[37] Pseudoasymetrické centrá vznikajú vtedy, ak má atóm štyri rôzne substituenty, z ktorých dva sa líšia len absolútnou konfiguráciou. Príkladom takýchto mezozlúčenín sú tropánové alkaloidy, odvodené od tropínu, ktorého systematický názov je (1R, 3r, 5S)-8-metyl-8-azabicyklo[3.2.1]oktan-3-ol. V tejto molekule je C3 atóm (uhlík s hydroxylovou skupinou) pseudoasymetrický. Kvôli tomu je jeho stereochemický deskriptor v systematickom názve napísaný malým písmom a kurzívou, zatiaľ čo ostatné chirálne uhlíky (C1 a C5) sú popísané klasickými veľkými písmenami.

• 
  Tropín
• 
  All-cis 1,2,3-trichlórcyklopentán

D-, L-

Deskriptory D- (z latinského dexter, vpravo) a L- (z latinského laevus, vľavo) sa používajú na popis konfigurácie aminokyselín a cukrov,[38] prípadne iných biologicky významných molekúl. Najprv je nutný prepis trojdimenzionálnho vzorca molekuly do definovaného dvojdimenzionálneho zápisu (Fischerovej projekcie).[39] Počas toho sa uhlíkový atóm s najvyššou prioritou podľa klasických pravidiel názvoslovia umiestni úplne navrch a najvzdialenejší uhlík sa umiestni zvislo úplne dole. Chirálny uhlíkový atóm, ktorý je najvzdialenejší od skupiny s najvyššou prioritou, sa používa na určenie D- alebo L-. Ak reziduum na tomto atóme (typicky OH skupina) ukazuje doľava, správny deskriptor je L-. Ak ukazuje doprava, je D-.[40]

Deskriptory D- a L- sa píšu malými veľkými písmenami a oddeľujú sa pomlčkou od zvyšnej časti názvu.[41]

• 
  Zostrojenie Fischerovej projekcie
• 
  D-glukóza vo Fischerovej projekcii
  Červená: skupina s najvyššou prioritou.
  Modrá: Skupina na určenie D-/L-.
  Fialová: Skupina s achirálnym uhlíkom.

d-, l-, (+)-, (-)-

Tieto deskriptory popisujú smer stáčania roviny polarizovaného svetla (d- alebo (+)- doprava a l- alebo (-)- doľava). Niekedy je možné si deskriptory D- a L- pomýliť so staršími d- a l- (malé písmená a kurzívou), ktoré odpovedajú (+)- a (-)- stereodeskriptorom.

Referencie

1. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "stereodescriptor". DOI:10.1351/goldbook.S05976
2. RÖMPP - cis- - Georg Thieme Verlag KG [online]. . Dostupné online.
3. trans- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
4. IUPAC guidelines E-2, E-3 (PDF; 542 kB).
5. IUPAC guidelines R-7.1.1.
6. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "cis, trans". DOI:10.1351/goldbook.C01092
7. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "E, Z". DOI:10.1351/goldbook.E01882
8. Ortho- [online]. 2012-09-14. Dostupné online.
9. Met(a)... [online]. 2012-09-14. Dostupné online.
10. Para- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
11. exo- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
12. endo- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
13. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "endo, exo, syn, anti". DOI:10.1351/goldbook.E02094
14. syn- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
15. Anti- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
16. fac- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
17. Mer [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
18. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "fac-". DOI:10.1351/goldbook.F02313
19. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "mer-". DOI:10.1351/goldbook.M03828
20. Iso... [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
21. Neo... [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
22. Cyclo... [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
23. IUPAC guidelines A-2.1, A-2.25.
24. IUPAC-Regel R-9.1, Tabelle 19b Archivované 2014-02-08 na Wayback Machine.
25. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "cyclo-". DOI:10.1351/goldbook.C01495
26. IUPAC guidelines A-2.25, C-205.1, R-5.5.1.1.
27. IUPAC-Regel R-9.1, Tabelle 26b.
28. IUPAC-Regel A-2.25.
29. sec- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
30. tert-Butyl... [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
31. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "catena-". DOI:10.1351/goldbook.C00903
32. catena- [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
33. S. Gorter and G. C. Verschoor: The crystal structure of catena-tri-µ₂-(1,12-dodecanedinitrile)copper(II)hexachloroantimonate(V) Cu(C₁₂H₂₀N₂)₃(SbCl₆)₂. In: Acta Crystallogr. (1976). B32, 1704-1707, DOI:10.1107/S0567740876006262.
34. IUPAC guidelines D-4.4, I-9.7.3 und I-10.8.3.5.
35. CIP-Regeln [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
36. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "R,S". DOI:10.1351/goldbook.R05423
37. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "pseudo-asymmetric carbon atom". DOI:10.1351/goldbook.P04921
38. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "d, l, dl". DOI:10.1351/goldbook.D01512
39. IUPAC, Compendium of Chemical Terminology, 2nd ed. (the "Gold Book") (1997). Online corrected version:  (2006–) "Fischer–Rosanoff convention (or Rosanoff convention)". DOI:10.1351/goldbook.F02392
40. d [online]. 2016-02-12. Dostupné online.
41. IUPAC Chemical Nomenclature and Structure Representation Division (2013). "P-102.3.2". In Favre, Henri A.; Powell, Warren H. (eds.). Nomenclature of Organic Chemistry: IUPAC Recommendations and Preferred Names 2013. IUPAC–RSC. ISBN 978-0-85404-182-4.

Zdroj

Chemický portál

Tento článok je čiastočný alebo úplný preklad článku Descriptor (chemistry) na anglickej Wikipédii.