Názvosloví derivátů arenů

Názvosloví derivátů arenů je součástí organického chemického názvosloví a určuje názvy derivátů arenů podle vzájemné polohy jiných než vodíkových substituentů na aromatických jádrech.

Ortho-, meta- a para-substituce

Související informace naleznete také v článku Elektrofilní aromatická substituce.

Hlavní druhy substituce arenů

• U ortho-substituce jsou substituenty navázány na sousední pozice, které tak lze očíslovat 1 a 2. Na obrázku vpravo jsou tyto pozice označeny R a ortho.
• U meta-substituce jsou substituenty na pozicích 1 a 3 (R a meta na obrázku vpravo).
• Při para-substituci se substituenty nacházejí na opačných koncích (1 a 4, na obrázku R a para).

Jako příklady lze uvést jednotlivé izomery toluidinů.

Příprava

Skupiny dodávající elektrony, jako jsou amino-, hydroxylové, alkylové a fenylové, řídí elektrofilní substituce do poloh ortho a para a skupiny, které elektrony odtahují (snižují elektronovou hustotu), například nitro, nitrily a ketony, většinou řídí substituce do poloh meta.

Vlastnosti

I když přesný vliv na vlastnosti závisí na konkrétní sloučenině, tak platí, že u jednoduchých disubstituovaných arenů mají všechny tři izomery podobné teploty varu. Liší se ovšem teploty tání, jež bývají obvykle nejvyšší u para izomerů, které také bývají nejméně rozpustné v daném rozpouštědle.

Oddělení ortho a para izomerů

Protože skupiny dodávající elektrony řídí substituce do poloh ortho i para, tak je v organické syntéze častá potřeba je od sebe oddělit. Toto oddělení se dá provést několika způsoby:

• Jednotlivé izomery se často dají izolovat sloupcovou chromatografií, protože ortho izomer je zpravidla polárnější než para.
• Rekrystalizaci lze použít k získání čistých para produktů na základě toho, že jsou méně rozpustné než ortho izomery a krystalizují tak dříve; je ovšem třeba zabránit kokrystalizaci s ortho izomerem.
• Mnoho nitrosloučenin má ortho a para izomery s výrazně odlišnými teplotami varu, které tak je možné oddělit destilací. Z těchto izomerů se dají vytvořit diazoniové soli a následně připravit další ortho či para sloučeniny.

Ipso, meso a peri substituce

• 
  ipso-substituce
• 
  meso-substituce
• 
  peri-substituce

• Ipso-substituce nastává, pokud jsou během elektrofilní aromatické substituce dva substituenty v meziproduktu navázány na stejný atom uhlíku. Trimethylsilylové, terc-butylové a isopropylové skupiny mohou vytvářet stabilní karbokationty a jsou tak ipso-řídicími skupinami.
• Meso-substituce nastává. pokud je substituent na benzylové pozici. Mezi sloučeniny, u kterých se vyskytuje, patří kalixareny a akridiny.
• Peri-substituce se vyskytují u naftalenů při navazování skupin do poloh 1 a 8.

Cine a tele substituce

• U cine-substituce se nově navazovaná skupina navazuje vedle místa, kde je přítomna odstupující skupina; vytváří se mimo jiné v reakcích arynů.
• Tele-substituce nastává, pokud se nová skupina naváže na uhlík vzdálený od odstupující skupiny o více než jeden atom.

Původ označení

Předpony ortho, meta a para jsou řeckého původu a znamenají správný, následující a vedle. Označení ortho se používalo pro původní sloučeninu, izomer býval často pojmenováván jako meta sloučenina, například triviální názvy kyselina orthofosforečná a kyselina trimetafosforečná nemají nic společného s aromatickými sloučeninami. Označení para pouze pro navzájem podobné sloučeniny., takže například Jöns Jakob Berzelius označil v roce 1830 racemickou kyselinu vinnou jako kyselinu „paravinnou“. Používání předpon ortho, meta a para k odlišování izomerů disubstitovaných aromatických kruhů zavedl Wilhelm Körner roku 1867, kdy ovšem použil označení ortho pro 1,4-izomer a meta pro 1,2-izomer. Karl Gräbe v roce 1869, jako první použil předpony ortho-, meta- a para- k odlišení poloh substituentů na disubstituovaném aromatickém jádru (zde šlo o naftalen). V roce 1870 Viktor Meyer jako první použil Gräbeovo názvosloví u benzenu. Současná podoba tohoto označování se zavedla v roce 1879.

Příklady

Jako příklady použití uvedeného názvosloví jsou zde použity kresoly, C₆H₄(OH)(CH₃):

• 
  o-krezol
• 
  m-krezol
• 
  p-krezol

Existují tři navzájem izomerní benzendioly (C₆H₄(OH)₂) – ortho izomer pyrokatechol, meta izomer resorcinol a para izomer hydrochinon:

• 
  pyrokatechol
• 
  resorcinol
• 
  hydrochinon

Tři substituční izomery má také benzendikarboxylová (C₆H₄(COOH)₂), ortho izomer kyselina ftalová, meta izomer kyselina isoftalová a para izomer kyselina tereftalová:

• 
  kyselina ftalová
• 
  kyselina isotalová
• 
  kyselina tereftalová

Tato označení lze také použít pro šestičlenné aromatické heterocykly, jako jsou pyridin, kde je heteroatom (zde dusík) považován za substituent, například nikotinamid a kyselina nikotinová mají meta substitutuenty a kation pralidoximu má na pyridinovém jádru substituent typu ortho.

• 
  kyselina nikotinová
• 
  nikotinamid
• 
  pralidoxim

Odkazy

Reference

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Arene substitution pattern na anglické Wikipedii.

Související články

• Izomerie
• Strukturní izomer

Portály: Chemie