stringtranslate.com

Номенклатура полимеров ИЮПАК

Номенклатура полимеров ИЮПАК — это стандартизированные соглашения об именах полимеров , установленные Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) и описанные в их 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.

Базовые концепты

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 обозначено 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 физических величин или переменных выделены курсивом, а символы, обозначающие единицы измерения или метки, — латинским шрифтом.

Номенклатура полимеров обычно применяется к идеализированным представлениям, что означает, что незначительные структурные нарушения игнорируются. Полимер можно назвать одним из двух способов. Номенклатуру на основе источника можно использовать, если можно идентифицировать мономер. В качестве альтернативы, когда структура полимера доказана, можно использовать более точную номенклатуру, основанную на структуре. Если нет путаницы, допустимы и некоторые традиционные названия.

Какой бы метод ни использовался, все названия полимеров имеют префикс « поли» , за которым следуют окружные знаки вокруг остальной части имени. Знаки используются в порядке: {[( )]}. Локанты указывают положение структурных особенностей, например, поли(4-хлорстирола). Если название состоит из одного слова и не имеет локантов, то замыкающие знаки не обязательны, но их следует использовать, когда может возникнуть путаница, например, поли(хлорстирол) является полимером, тогда как полихлорстирол может представлять собой небольшую, многократно замещенную молекулу. . Концевые группы описываются с помощью α- и ω-, например, α-хлор-ω-гидроксиполистирола. [1]

Номенклатура на основе источников

Гомополимеры

Гомополимеры называются по названию реального или предполагаемого мономера («источника»), из которого он получен, например, поли(метилметакрилат). [5] Мономеры могут быть названы в соответствии с рекомендациями IUPAC или устоявшимися традиционными названиями. [6] В случае возникновения двусмысленности можно добавить имена классов.

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

Например, название поли(винилоксиран) на основе источника может соответствовать любой из показанных структур. Для пояснения, в названии полимера используется имя класса полимера, за которым следует двоеточие и имя мономера, т. е. имя класса:имя мономера. Таким образом, слева и справа расположены соответственно полиалкилен:винилоксиран и полиэфир:винилоксиран.

Сополимеры

Структуру сополимера можно описать, используя наиболее подходящую из связок, представленных в таблице 1. [7] Они написаны курсивом.

a Первое имя соответствует имени основной цепи.

Нелинейные полимеры

Нелинейные полимеры и сополимеры, а также полимерные сборки названы с использованием квалификаторов, выделенных курсивом в Таблице 2. [5] Квалификатор, такой как ветвь , используется в качестве префикса (P) при наименовании (со)полимера или в качестве связующего звена. (C), например, расческа , между двумя названиями полимеров.

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

Структурная номенклатура

Обычные одноцепочечные органические полимеры

Вместо названия мономера, используемого в номенклатуре на основе источника, в номенклатуре на основе структуры используется название «предпочтительной конституционной повторяющейся единицы» (CRU). [9] Это можно определить следующим образом:

  1. Нарисована достаточно большая часть полимерной цепи, чтобы показать структурное повторение.
    Рассмотрим в качестве примера:
    Пример полимера для структурной номенклатуры.
  2. Наименьшая повторяющаяся часть — это CRU, поэтому идентифицируются все такие возможности (включая возможности множественного направления цепочки).
    Для предыдущего полимера это:
    Все CRU примера полимера для представления на основе структуры.
  3. Идентифицированы субъединицы, составляющие каждую из этих структур, то есть крупнейшие двухвалентные группы, которые можно назвать, используя номенклатуру органической химии ИЮПАК .
    В приведенном примере двухуглеродное этилиденовое звено длиннее, чем два отдельных одноуглеродных метандиильных звена.
    Рисунок 1 . Порядок приоритета субъединиц. Подразделение с наивысшим приоритетом находится вверху в центре. Субъединицы с более низким приоритетом можно найти, следуя стрелкам. Тип субъединицы, будь то гетероцикл , цепь гетероатома , карбоцикл или углеродная цепь , определяет цвет стрелки, которой следует следовать. [9]
  4. Используя кратчайший путь в порядке убывания приоритета субъединиц, правильный порядок субъединиц определяется с помощью рисунка 1.
    В этом примере окси-субъединицы в CRU представляют собой цепи гетероатомов. Судя по рисунку 1, окси-субъединицы имеют приоритет над субъединицами ациклической углеродной цепи.
  5. Предпочтительный CRU выбирают как CRU с наименьшим возможным расположением (ями) заместителей .
    В примере присутствует бромзамещенная субъединица -СН 2 -СН 2 -. 1-Бромэтан-1,2-диил выбирают предпочтительнее, чем 2-бромэтан-1,2-диил, поскольку первый имеет более низкое расположение бромзаместителя. Поэтому предпочтительным CRU является окси(1-бромэтан-1,2-диил), и поэтому полимер называют поли[окси(1-бромэтан-1,2-диил)].

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

a Чтобы избежать двусмысленности, волнистые линии, проведенные перпендикулярно свободной связи,
которые традиционно используются для обозначения свободных валентностей [11]
, обычно опускаются из графических изображений в контексте полимеров.

Обычные двухцепочечные органические полимеры

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

Примером являетсяIUPAC Обычный двухцепочечный органический полимерПредпочтительный CRU представляет собой ациклическую субъединицу из 4 атомов углерода с 4 свободными валентностями, по одной на каждый атом, как показано.

Обычный двухцепочечный органический полимер CRU.

Он ориентирован так, что нижний левый атом имеет наименьший номер. Локанты со свободной валентностью пишутся перед суффиксом и цитируются по часовой стрелке, начиная с нижнего левого положения, как: нижний левый, верхний левый: верхний правый, нижний правый. Таким образом, этот пример назван поли(бутан-1,4:3,2-тетраил). Для более сложных структур порядок старшинства снова соответствует рисунку 1.

Номенклатура неорганических и неоргано-органических полимеров

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

Некоторые обычные одноцепочечные неорганические полимеры можно назвать как органические полимеры, используя приведенные выше правила, 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 неорганически-органические полимеры, например те, которые содержат металлоценовые производные, в настоящее время лучше всего называть с использованием органической номенклатуры, например, показанный полимер можно назвать поли[(диметилсиландиил)ферроцен-1,1'-диил].

Традиционные имена

Когда они вписываются в общую структуру систематической номенклатуры, сохраняются некоторые традиционные и тривиальные названия широко используемых полимеров, такие как полиэтилен, полипропилен и полистирол.

Графические представления

Связи между атомами можно опустить, но концы цепей следует нарисовать штрихами. Старшинство подразделений соблюдать не нужно. Для одноцепочечных (со)полимеров через замыкающие знаки проводится черточка, например, поли[окси(этан-1,2-диил)], показанная внизу слева. Для полимеров неправильной формы CU разделяются косой чертой, а тире рисуются внутри замыкающих знаков. Концевые группы соединяются с помощью дополнительных тире за пределами замыкающих знаков, например, α-метил-ω-гидрокси-поли[оксиранко- ( метилоксиран)], как показано внизу справа. [11] [14]

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

Имена индексов ЦС

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

Рекомендации

  1. ^ аб ИЮПАК. «Фиолетовая книга», издательство RSC Publishing, (2008). Проверено 6 июня 2012 г.
  2. ^ 'Хиорнс, RC; Баучер, Р.Дж.; Духлев Р.; Хеллвич, К.-Х.; Ходж, П.; Дженкинс, AD; Джонс, Р.Г.; Каховец, Дж.; Моад, Г.; Обер, СК; Смит, Д.В.; Степто, РФТ; Вайрон, Ж.-П.; Волидал Дж.; «Краткое руководство по номенклатуре полимеров» (получено 3 марта 2013 г.; и Pure Appl. Chem. 84 (10): 2167–2169. DOI: 10.1351/PAC-REP-12-03-05.
  3. ^ Номенклатура органической химии ИЮПАК. Проверено 6 июня 2012 г.
  4. ^ Степто, РФТ; Гилберт, Р.Г.; Хесс, М.; Дженкинс, AD; Джонс, Р.Г.; Краточвил П. (2009). «Дисперсность в науке о полимерах» Pure Appl. хим. 81 (2): 351–353. DOI: 10.1351/PAC-REC-08-05-02.
  5. ^ abc Каховец, Дж.; Краточвил П.; Дженкинс, AD; Мита, И.; Паписов И.М.; Сперлинг, Л.Х.; Степто, РФТ (1997). «Номенклатура на основе источников для нелинейных макромолекул и макромолекулярных ансамблей» Pure Appl. хим. 69 (12): 2511–2521.
  6. ^ Барейсс, RE; Фокс, РБ; Хатада, К.; Хори, К.; Дженкинс, AD; Каховец Ю.; Кубиса П.; Марешаль, Э.; Мейзель, И.; Метаномски, Западная Вирджиния; Мита, И.; Степто, РФТ; Уилкс, ЕС (2001). «Общая номенклатура полимеров на основе источников» Pure Appl. хим. 73 (9): 1511–1519.
  7. ^ аб Ринг, В.; Мита, И.; Дженкинс, AD; Бикалес, Нью-Мексико; (1985). «Номенклатура сополимеров на основе источников» Pure Appl. хим. 57 (10): 1427–1440.
  8. ^ «Синяя книга», Введение, R-0.1.5 Закрывающие знаки, получено 6 июня 2012 г.
  9. ^ abc Каховец, Дж.; Фокс, РБ; Хатада, К. (2002). «Номенклатура регулярных одноцепочечных органических полимеров» Pure Appl. хим. 74 (10): 1921–1956.
  10. ^ Фокс, РБ; Бикалес, Нью-Мексико; Хатада, К.; Каховец, Дж. (1994). «Структурная номенклатура нерегулярных одноцепочечных органических полимеров» Pure Appl. хим. 66 (4): 873–889.
  11. ^ Аб Брехер, Дж. (2008). «Стандарты графического представления диаграмм химической структуры» Pure Appl. хим. 80 (2): 277–410.
  12. ^ Метаномски, Западная Вирджиния; Барейсс, RE; Каховец, Дж.; Лёнинг, КЛ; Ши, Л.; Шибаев, ВП (1993). «Номенклатура регулярных двухцепочечных (лестничных и спиро) органических полимеров» Pure Appl. хим. 65 (7): 1561–1580.
  13. ^ Донарума, LG; Блок, БП; Лёнинг, КЛ; Плате, Цурута, Т.; Бушбек, К.Ч.; Пауэлл, Вашингтон; Ридейк, Дж. (1985). «Номенклатура регулярных одноцепочечных и квазиодноцепочечных неорганических и координационных полимеров» Pure Appl. хим. 57 (1): 149–168.
  14. ^ Барейсс, RE; Каховец, Дж.; Краточвил П. (1994). «Графические изображения (химические формулы) макромолекул» Pure Appl. хим. 66 (12): 2469–2482.
  15. ^ www.cas.org http://www.cas.org/ . Проверено 6 июня 2012 г. {{cite web}}: Отсутствует или пусто |title=( помощь ) ‹ Шаблон SemiBareRefNeedsTitle рассматривается на предмет удаления .› 
  16. ^ (1968). «Структурная 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. Обычный одноцепочечный органический полимер» J. Chem. Инф. Вычислить. наук. 37 (2): 171–192.

Внешние ссылки