stringtranslate.com

Номенклатура полимеров ИЮПАК

Номенклатура полимеров ИЮПАК — это стандартизированные соглашения по наименованию полимеров , установленные Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) и описанные в его публикации «Сборник терминологии и номенклатуры полимеров», также известной как «Фиолетовая книга». [1] [2] И ИЮПАК [3] и Служба химических рефератов (CAS) дают схожие рекомендации по наименованию полимеров.

Основные понятия

Термины полимер и макромолекула не означают одно и то же. Полимер — это вещество, состоящее из макромолекул. Последние обычно имеют диапазон молярных масс (единица г моль −1 ), распределение которых обозначается дисперсностью ( Đ ). Она определяется как отношение среднемассовой молярной массы ( M m ) к среднечисленной молярной массе ( M n ), т. е. Đ = M m / M n . [4] Символы для физических величин или переменных выделены курсивом, а для обозначения единиц или меток — прямым шрифтом.

Номенклатура полимеров обычно применяется к идеализированным представлениям, что означает, что незначительные структурные нарушения игнорируются. Полимер может быть назван одним из двух способов. Номенклатура, основанная на источнике, может использоваться, когда мономер может быть идентифицирован. В качестве альтернативы, более явная номенклатура, основанная на структуре, может использоваться, когда структура полимера доказана. Если нет путаницы, некоторые традиционные названия также приемлемы.

Какой бы метод ни использовался, все названия полимеров имеют префикс poly , за которым следуют обрамляющие знаки вокруг остальной части названия. Знаки используются в следующем порядке: {[( )]}. Локанты указывают положение структурных особенностей, например, поли(4-хлорстирол). Если название состоит из одного слова и не имеет локантов, то обрамляющие знаки не являются существенными, но их следует использовать, когда может возникнуть путаница, например, поли(хлорстирол) является полимером, тогда как полихлорстирол может быть небольшой многозамещенной молекулой. Концевые группы описываются с помощью α- и ω-, например, α-хлор-ω-гидрокси-полистирол. [1]

Номенклатура на основе источника

Гомополимеры

Гомополимеры именуются с использованием имени реального или предполагаемого мономера («источника»), из которого он получен, например, поли(метилметакрилат). [5] Мономеры могут быть названы с использованием рекомендаций ИЮПАК или устоявшихся традиционных названий. [6] В случае возникновения двусмысленности можно добавить названия классов.

полиалкилен:винилоксиран (слева) и полиэфир:винилоксиран (справа)

Например, название на основе источника поли(винилоксиран) может соответствовать любой из показанных структур. Для ясности, полимер назван с использованием названия класса полимера, за которым следует двоеточие и название мономера, т. е. название класса:название мономера. Таким образом, слева и справа, соответственно, находятся полиалкилен:винилоксиран и полиэфир:винилоксиран.

Сополимеры

Структуру сополимера можно описать с помощью наиболее подходящих связок, показанных в Таблице 1. [7] Они выделены курсивом.

a Первое название — это название основной цепи.

Нелинейные полимеры

Нелинейные полимеры и сополимеры, а также полимерные сборки именуются с использованием выделенных курсивом определителей, приведенных в Таблице 2. [5] Определитель, такой как branch , используется в качестве префикса (P) при наименовании (со)полимера или в качестве связующего слова (C), например, comb , между двумя названиями полимеров.

а В соответствии с органической номенклатурой ИЮПАК квадратные скобки указывают на природу локальных участков в конденсированных кольцевых системах. [8]

Номенклатура, основанная на структуре

Регулярные одноцепочечные органические полимеры

Вместо названия мономера, используемого в номенклатуре, основанной на источнике, номенклатура, основанная на структуре, использует название «предпочтительной конституционной повторяющейся единицы» (CRU). [9] Его можно определить следующим образом:

  1. На рисунке изображена достаточно большая часть полимерной цепи, чтобы показать структурную повторяемость.
    Рассмотрим в качестве примера:
    Пример полимера для структурной номенклатуры.
  2. Наименьшая повторяющаяся часть — это CRU, поэтому определяются все такие возможности (включая множественные возможности направления цепи).
    Для предыдущего полимера они следующие:
    Все CRU примера полимера для структурно-ориентированного представления.
  3. Определены субъединицы, составляющие каждую из этих структур, т. е. самые большие двухвалентные группы, которые можно назвать, используя номенклатуру органической химии ИЮПАК .
    В этом примере двухуглеродная этилиденовая единица длиннее двух отдельных одноуглеродных метандиильных единиц.
    Рисунок 1. Порядок старшинства субъединиц. Субъединица с наивысшим старшинством находится вверху по центру. Субъединицы с более низким старшинством находятся, следуя стрелкам. Тип субъединицы, будь то гетероцикл , гетероатомная цепь , карбоцикл или углеродная цепь , определяет цветную стрелку, которой нужно следовать. [9]
  4. Используя кратчайший путь в порядке убывания старшинства субъединиц, с помощью рисунка 1 определяется правильный порядок субъединиц.
    В этом примере окси-субъединицы в CRU являются гетероатомными цепочками. Из рисунка 1 окси-субъединицы имеют приоритет над ациклическими углеродными цепочками.
  5. Предпочтительным CRU выбирается тот, который имеет наименьшее возможное количество заместителей .
    В примере присутствует бромзамещенная -CH 2 -CH 2 - субъединица. 1-Бромэтан-1,2-диил выбран предпочтительнее 2-бромэтан-1,2-диила, поскольку первый имеет более низкое положение для бромзаместителя. Предпочтительным CRU является, таким образом, окси(1-бромэтан-1,2-диил), и полимер, таким образом, называется поли[окси(1-бромэтан-1,2-диил)].

Полимеры, которые не состоят из регулярных повторений одного CRU, называются нерегулярными полимерами. Для них каждая конституционная единица (CU) отделена косой чертой, например, поли(бут-1-ен-1,4-диил/1-винилэтан-1,2-диил). [10]

а Чтобы избежать двусмысленности, волнистые линии, нарисованные перпендикулярно свободной связи,
которые традиционно используются для обозначения свободных валентностей [11]
, обычно опускаются в графических представлениях в контексте полимеров.

Регулярные двухцепочечные органические полимеры

Двухцепочечные полимеры состоят из непрерывных цепей колец. В спирополимере каждое кольцо имеет один общий атом с соседними кольцами. В лестничном полимере соседние кольца имеют два или более общих атома. Для определения предпочтительного CRU цепь разрывается так, чтобы старшее кольцо сохранялось с максимальным числом гетероатомов и минимальным числом свободных валентностей. [12]

Примером являетсяРегулярный двухцепочечный органический полимер IUPACПредпочтительным CRU является ациклическая субъединица из 4 атомов углерода с 4 свободными валентностями, по одной на каждый атом, как показано на рисунке.

Обычный двухцепочечный органический полимер CRU.

Он ориентирован так, что нижний левый атом имеет наименьший номер. Локанты свободной валентности записываются перед суффиксом и перечисляются по часовой стрелке от нижнего левого положения как: нижний-левый, верхний-левый:верхний-правый, нижний-правый. Этот пример, таким образом, называется поли(бутан-1,4:3,2-тетраил). Для более сложных структур порядок старшинства снова следует рисунку 1.

Номенклатура неорганических и неорганико-органических полимеров

Поли[(диметилсиландиил)ферроцен-1,1'-диил]

Некоторые регулярные одноцепочечные неорганические полимеры могут быть названы как органические полимеры, используя правила, приведенные выше, например, −[O−Si(CH 3 ) 2 ] n − и −[Sn(CH 3 ) 2 ] n − называются поли[окси(диметилсиландиил)] и поли(диметилстаннандиил) соответственно. [13] Неорганические полимеры также могут быть названы в соответствии с неорганической номенклатурой, но старшинство элементов отличается от такового в органической номенклатуре. Однако некоторые неорганические и неорганико-органические полимеры, например, содержащие производные металлоцена, в настоящее время лучше всего называть с использованием органической номенклатуры, например, показанный полимер может быть назван поли[(диметилсиландиил)ферроцен-1,1'-диил].

Традиционные имена

При вписывании в общую схему систематической номенклатуры сохраняются некоторые традиционные и тривиальные названия полимеров, используемые в общем употреблении, такие как полиэтилен, полипропилен и полистирол.

Графические представления

Связи между атомами можно опустить, но для концов цепи следует нарисовать тире. Старшинство субъединиц соблюдать не нужно. Для одноцепочечных (со)полимеров тире рисуется через охватывающие знаки, например, поли[окси(этан-1,2-диил)], показанный ниже слева. Для нерегулярных полимеров CU разделяются косыми чертами, а тире рисуются внутри охватывающих знаков. Концевые группы соединяются с помощью дополнительных тире за пределами охватывающих знаков, например, α-метил-ω-гидрокси-поли[оксиран- со- (метилоксиран)], показанный ниже справа. [11] [14]

Поли[окси(этан-1,2-диил)] (слева) и α-метил-ω-гидрокси-поли[оксиран-со-(метилоксиран)] (справа).

Имена индексов CA

CAS ведет реестр веществ. [15] В системе CAS CRU называется структурной повторяющейся единицей (SRU). Существуют незначительные различия в размещении локантов, например, поли(пиридин-3,5-диилтиофен-2,5-диил) является поли(3,5-пиридиндиил-2,5-тиофендиил) в реестре CAS, но в остальном полимеры именуются с использованием методов, аналогичных методам ИЮПАК. [16] [17]

Ссылки

  1. ^ ab IUPAC. «Пурпурная книга», RSC Publishing, (2008). Получено 2012-06-06.
  2. ^ 'Hiorns, RC; Boucher, RJ; Duhlev, R.; Hellwich, K. -H.; Hodge, P.; Jenkins, AD; Jones, RG; Kahovec, J.; Moad, G.; Ober, CK; Smith, DW; Stepto, RFT; Vairon, J. -P.; Vohlídal, J.; 'Краткое руководство по номенклатуре полимеров' (получено 2013-03-03.; и Pure Appl. Chem. 84 (10): 2167–2169. DOI:10.1351/PAC-REP-12-03-05.
  3. ^ Номенклатура органической химии ИЮПАК. Получено 06.06.2012.
  4. ^ Stepto, RFT; Gilbert, RG; Hess, M.; Jenkins, AD; Jones, RG; Kratochvil P. (2009). «Дисперсность в полимерной науке» Pure Appl. Chem. 81 (2): 351–353. DOI:10.1351/PAC-REC-08-05-02.
  5. ^ abc Kahovec, J.; Kratochvil P.; Jenkins, AD; Mita, I.; Papisov, IM; Sperling, LH; Stepto, RFT (1997). «Основанная на источнике номенклатура нелинейных макромолекул и макромолекулярных ансамблей» Pure Appl. Chem. 69 (12): 2511–2521.
  6. ^ Bareiss, RE; Fox, RB; Hatada, K.; Horie, K.; Jenkins, AD; Kahovec, J.;Kubisa, P.; Maréchal, E.; Meisel, I.; Metanomski, WV; Mita, I.; Stepto, RFT; Wilks, ES (2001). «Общая номенклатура полимеров на основе источников» Pure Appl. Chem. 73 (9): 1511–1519.
  7. ^ ab Ring, W.; Mita, I.; Jenkins, AD; Bikales, NM; (1985). «Основанная на источнике номенклатура сополимеров» Pure Appl. Chem. 57 (10): 1427–1440.
  8. ^ «Синяя книга», Введение, R-0.1.5 Включающие знаки Получено 06.06.2012.
  9. ^ abc Kahovec, J.; Fox, RB; Hatada, K. (2002). «Номенклатура регулярных одноцепочечных органических полимеров» Pure Appl. Chem. 74 (10): 1921–1956.
  10. ^ Фокс, Р. Б.; Бикалес, Н. М.; Хатада, К.; Каховец, Дж. (1994). «Основанная на структуре номенклатура нерегулярных одноцепочечных органических полимеров» Pure Appl. Chem. 66 (4): 873–889.
  11. ^ ab Brecher, J. (2008). «Стандарты графического представления для диаграмм химической структуры» Pure Appl. Chem. 80 (2): 277–410.
  12. ^ Метаномски, В. В.; Барейсс, Р. Э.; Каховец, Дж.; Лёнинг, К. Л.; Ши, Л.; Шибаев, В. П. (1993). «Номенклатура регулярных двухцепочечных (лестничных и спиро) органических полимеров» Pure Appl. Chem. 65 (7): 1561–1580.
  13. ^ Donaruma, LG; Block, BP; Loening, KL; Platé, Tsuruta, T.; Buschbeck, K. Ch.; Powell, WH; Reedijk, J. (1985). «Номенклатура регулярных одноцепочечных и квазиодноцепочечных неорганических и координационных полимеров» Pure Appl. Chem. 57 (1): 149–168.
  14. ^ Bareiss, RE; Kahovec, J.; Kratochvil P. (1994). «Графические представления (химические формулы) макромолекул» Pure Appl. Chem. 66 (12): 2469–2482.
  15. ^ www.cas.org http://www.cas.org/ . Получено 2012-06-06 . {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ) [ отсутствует заголовок ]
  16. ^ (1968). «Основанная на структуре номенклатура линейных полимеров» Макромолекулы 1 (3): 193–198. DOI: 10.1021/ma60003a001
  17. ^ Уилкс, ES (1997). «Номенклатура и структура полимеров: сравнение систем, используемых CAS, IUPAC, MDL и DuPont. 1. Регулярный одноцепочечный органический полимер» J. Chem. Inf. Comput. Sci. 37 (2): 171–192.

Внешние ссылки