Органикалық химия номенклатурасындағы орналасу нөмірі
Locant
Органикалық химияда префикстердің маңызы. IUPAC ұсынымымен, молекуладағы топтардың орнын көрсету үшін санды префикстер қолданылады. Изомерлерді анықтауға көмектеседі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Органикалық химия номенклатурасында префикс – молекуладағы функционалдық топтың немесе топшаның орнын көрсететін термин.
Prefix in organic chemistry nomenclature
In the nomenclature of organic chemistry, a locant is a term to indicate the position of a functional group or substituent within a molecule.
Сандық локанттар
Халықаралық таза және қолданбалы химия одағы (IUPAC) алмастырушылардың орналасуын көрсету үшін, әдетте, бас көмірсутекті тізбекті анықтау және олардың алмастырушыларына сәйкес көміртек атомдарын басымдық ретімен нөмірлеу арқылы сандық префикстерді пайдалануды ұсынады. Мысалы, дәл бес көміртек атомынан тұратын тізбегі бар кетон, яғни пентанонның сызықтық түрінің кем дегенде екі изомері бар. Ортадағы үш көміртек атомының біріне оттегі атомы байланған (егер ол тізбектің соңғы атомына байланса, молекула альдегид болар еді, кетон емес), бірақ оның нақты орны белгісіз. Бұл мысалда көміртек атомдары 1-ден 5-ке дейін нөмірленеді, нөмірлеу тізбектің бір жағынан басталып, тізбек бойымен тікелей жалғасады. Енді оттегі атомының орны 2, 3 немесе 4-ші көміртек атомында деп анықтауға болады. Дегенмен, 2-ші және 4-ші атомдар бірдей, бұл молекуланы 180 градусқа бұру арқылы көрсетуге болады. Локант – оттегі атомы байланған көміртек атомының нөмірі. Егер оттегі ортаңғы көміртекке байланса, локант 3 болады. Егер оттегі екі жақтан (тізбек соңына жақын) атомға байланса, локант 2 немесе 4 болады; мұндай жағдайда, атомдар бірдей болғандықтан, әрқашан кіші сан таңдалады. Демек, бұл молекуланың локанты 2 немесе 3 болады. Локант молекула атына түсініксіздікті болдырмау үшін қосылады. Осылайша, молекула оттегі атомының орнына байланысты пентан-2-он немесе пентан-3-он деп аталады. Кез келген қосымша тізбектер оттегі атомының орнында болуы мүмкін және олар кез келген сутектік емес топ байланған көміртек атомының нөмірімен анықталады.
The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) recommends the use of numeric prefixes to indicate the position of substituents, generally by identifying the parent hydrocarbon chain and assigning the carbon atoms based on their substituents in order of precedence. For example, there are at least two isomers of the linear form of pentanone, a ketone that contains a chain of exactly five carbon atoms. There is an oxygen atom bonded to one of the middle three carbons (if it were bonded to an end carbon, the molecule would be an aldehyde, not a ketone), but it is not clear where it is located. In this example, the carbon atoms are numbered from one to five, which starts at one end and proceeds sequentially along the chain. Now the position of the oxygen atom can be defined as on carbon atom number two, three or four. However, atoms two and four are exactly equivalent which can be shown by turning the molecule around by 180 degrees. The locant is the number of the carbon atom to which the oxygen atom is bonded. If the oxygen is bonded to the middle carbon, the locant is 3. If the oxygen is bonded to an atom on either side (adjacent to an end carbon), the locant is 2 or 4; given the choice here, where the carbons are exactly equivalent, the lower number is always chosen. So the locant is either 2 or 3 in this molecule. The locant is incorporated into the name of the molecule to remove ambiguity. Thus the molecule is named either pentan 2 one or pentan 3 one, depending on the position of the oxygen atom. Any side chains can be present in the place of oxygen and it can be defined as simply the number on the carbon to which any thing other than a hydrogen is attached.
Грек әріптері
Тағы бір кең таралған жүйе грек әріптерінің префикстерін локанттар ретінде қолданады, бұл көміртек атомдарының, сондай-ақ сутек атомдарының басқа функционалдық топтарға қатысты орналасуын анықтау үшін пайдалы. α-көміртек (альфа-көміртек) – карбонил сияқты функционалдық топқа тікелей қосылатын бірінші көміртек атомы. Екінші көміртек атомы β-көміртек (бета-көміртек), үшіншісі γ-көміртек (гамма-көміртек) деп аталады, ал атау жүйесі әліппе тәртібімен жалғасады. Бұл номенклатура көміртек атомдарына қосылған сутек атомдарына да қолданылады. α-көміртекке қосылған сутек атомы α-сутек, β-көміртектегі сутек атомы β-сутек деп аталады, және т.б. Бірнеше функционалдық топтары бар органикалық молекулалар шатасуға себеп болуы мүмкін. Әдетте, молекуланың атауына немесе түріне жауапты функционалдық топ көміртек атомдарын атау үшін "негізгі" топ болып табылады. Мысалы, нитростирен мен фенетиламин молекулалары өте ұқсас; біріншісі тіпті екіншісіне дейін тотықсыздандырылуы мүмкін. Дегенмен, нитростиреннің α-көміртек атомы фенил тобына іргелес, ал фенетиламинде осы көміртек атомы β-көміртек атомы болып табылады, себебі фенетиламин (стирен емес, амин) өзінің атомдарын молекуланың қарама-қарсы "ұшынан" санап есептейді.
Another common system uses Greek letter prefixes as locants, which is useful in identifying the relative location of carbon atoms as well as hydrogen atoms to other functional groups. The α carbon (alpha carbon) refers to the first carbon atom that attaches to a functional group, such as a carbonyl. The second carbon atom is called the β carbon (beta carbon), the third is the γ carbon (gamma carbon), and the naming system continues in alphabetical order. The nomenclature can also be applied to the hydrogen atoms attached to the carbon atoms. A hydrogen atom attached to an α carbon is called an α hydrogen, a hydrogen atom on the β carbon is a β hydrogen, and so on. Organic molecules with more than one functional group can be a source of confusion. Generally the functional group responsible for the name or type of the molecule is the 'reference' group for purposes of carbon atom naming. For example, the molecules nitrostyrene and phenethylamine are quite similar; the former can even be reduced into the latter. However, nitrostyrene's α carbon atom is adjacent to the phenyl group; in phenethylamine this same carbon atom is the β carbon atom, as phenethylamine (being an amine rather than a styrene) counts its atoms from the opposite "end" of the molecule.
Белоктар мен амин қышқылдары
Белоктар мен аминқышқылдарында α көміртегі – молекуладағы карбонил көміртегі атомынан бұрынғы омыртқа көміртегі. Сондықтан, әдеттегі белоктың омыртқасы бойынша оқу –[N—Cα—карбонил C]n– және т.б. тізбегін береді (N-ден C-ге қарай оқығанда). Әр түрлі аминқышқылдарға әр түрлі топтар α көміртегіне қосылады. Аминқышқылдардың әртүрлілігін α көміртегінен тізбектей ілінген топтар анықтайды. Бұл топтар глициннен басқа барлық аминқышқылдарға стереогендік қасиеттерді сыйлайды. Сондықтан, α көміртегі глициннен басқа барлық аминқышқылдар үшін стереоорталық болып табылады. Глицинде β көміртегі жоқ, ал қалған барлық аминқышқылдарда бар. Аминқышқылының α көміртегі ақуыздың бүктелуінде маңызды рөл атқарады. Ақуызды – аминқышқылдар тізбегін – сипаттағанда, әр аминқышқылының орнын оның α көміртегінің орнымен шамамен анықтау қабылданған. Жалпы, ақуыздағы жанындағы аминқышқылдардың α көміртегі арасындағы қашықтық шамамен 3,8 ангстрем (380 пикометр) құрайды.
In proteins and amino acids, the α carbon is the backbone carbon before the carbonyl carbon atom in the molecule. Therefore, reading along the backbone of a typical protein would give a sequence of –[N—Cα—carbonyl C]n– etc. (when reading in the N to C direction). The α carbon is where the different substituents attach to each different amino acid. That is, the groups hanging off the chain at the α carbon are what give amino acids their diversity. These groups give the α carbon its stereogenic properties for every amino acid except for glycine. Therefore, the α carbon is a stereocenter for every amino acid except glycine. Glycine also does not have a β carbon, while every other amino acid does. The α carbon of an amino acid is significant in protein folding. When describing a protein, which is a chain of amino acids, one often approximates the location of each amino acid as the location of its α carbon. In general, α carbons of adjacent amino acids in a protein are about 3.8 ångströms (380 picometers) apart.
Энолдар және энолаттар
А-көміртек энол және энолат негізіндегі карбонил химиясы үшін де маңызды. Энолатқа немесе энолға өту арқылы жүзеге асырылатын химиялық өзгерістер, әдетте, α-көміртектің нуклеофил ретінде әрекет етуіне алып келеді, мысалы, бастапқы галоалканның қатысуымен алкилдену. Силил хлоридтері, бромдары және йодтарымен реакцияда ерекше жағдай байқалады, онда оттегі нуклеофил ретінде әрекет етеді және силил энол эфирін түзетін болады.
The α carbon is important for enol and enolate based carbonyl chemistry as well. Chemical transformations affected by the conversion to either an enolate or an enol, in general, lead to the α carbon acting as a nucleophile, becoming, for example, alkylated in the presence of primary haloalkane. An exception is in reaction with silyl chlorides, bromides, and iodides, where the oxygen acts as the nucleophile to produce silyl enol ether.