IUPAC polymerní nomenklatura - IUPAC polymer nomenclature - Wikipedia

Nomenklatura polymerů IUPAC jsou standardizované konvence pojmenování pro polymery nastaven Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) a popsali ve své publikaci „Compendium of Polymer Terminology and Nomenclature“, která je také známá jako „Purple Book“.[1][2] Oba IUPAC[3] a Služba Chemical Abstracts (CAS) vydávají podobná doporučení pro pojmenování polymerů.

Základní pojmy

Podmínky polymer a makromolekula neznamenají totéž. Polymer je látka složená z makromolekul. Ty obvykle mají řadu molární hmotnosti (jednotka g mol−1), jejichž distribuce je označena disperzita (Đ). Je definován jako poměr hmotnostně průměrné molární hmotnosti (Mm) na číselně průměrnou molární hmotnost (Mn) tj. Đ = Mm/Mn.[4] Symboly pro fyzické veličiny nebo proměnné jsou psány kurzívou, ale ty, které představují jednotky nebo štítky, jsou psány latinkou.

Polymerová nomenklatura obvykle platí pro idealizovaná zobrazení, což znamená, že jsou ignorovány drobné strukturální nepravidelnosti. Polymer lze pojmenovat jedním ze dvou způsobů. Pokud lze identifikovat monomer, lze použít zdrojovou nomenklaturu. Alternativně lze použít explicitnější nomenklaturu založenou na struktuře, pokud je prokázána polymerní struktura. Tam, kde nedochází k nejasnostem, jsou přijatelné i některé tradiční názvy.

Bez ohledu na použitou metodu mají všechny názvy polymerů předponu poly, následovaný obklopujícími značkami kolem zbytku jména. Značky se používají v pořadí: {[()]}. Locants označte polohu strukturních znaků, např. poly (4-chlorstyren). Pokud je název jedno slovo a nemá žádné lokalizace, pak nejsou přiložené značky podstatné, ale měly by se použít, pokud by mohlo dojít ke zmatku, např. Poly (chlorostyren) je polymer, zatímco polychlorostyren může být malá, více substituovaná molekula . Koncové skupiny jsou popsány s a- a co-, například a-chlor-co-hydroxy-polystyren.[1]

Zdrojová nomenklatura

Homopolymery

Homopolymery se pojmenovávají pomocí názvu skutečného nebo předpokládaného monomeru („zdroj“), ze kterého je odvozen, např. Poly (methylmethakrylát).[5] Monomery lze pojmenovat pomocí doporučení IUPAC nebo zavedených tradičních jmen.[6] Pokud by došlo k nejednoznačnosti, lze přidat názvy tříd.

polyalkylen: vinyloxirane (vlevo) a polyether: vinyloxirane (vpravo)

Například název poly (vinyloxirane) založený na zdroji by mohl odpovídat kterékoli ze zobrazených struktur. Pro vyjasnění je polymer pojmenován pomocí názvu třídy polymeru, za kterým následuje dvojtečka a název monomeru, tj. Název třídy: název monomeru. Vlevo a napravo jsou tedy polyalkylen: vinyloxiran a polyether: vinyloxiran.

Kopolymery

Strukturu kopolymeru lze popsat pomocí nejvhodnějších vazeb uvedených v tabulce 1.[7] Ty jsou psány kurzívou.

Kvalifikátory pro kopolymery[7]
KopolymerKvalifikátorPříklad
nespecifikovánoco (C)poly (styren-co-izopren)
statistickýstat (C)poly [isopren-stat- (methylmethakrylát)]
náhodnýběžel (C)poly [(methylmethakrylát) -běžel- (butylakrylát)]
střídavýalt (C)poly [styren-alt- (anhydrid kyseliny maleinové)]
periodickyza (C)poly [styren-za-izopren-za- (4-vinylpyridin)]
blokblok (C)poly (buta-1,3-dien) -blok-poly (ethen-co-propen)
štěpAštěp (C)polystyren-štěp-poly (ethylenoxid)

A Křestní jméno je jméno hlavního řetězce.

Nelineární polymery

Nelineární polymery a kopolymery a polymerní sestavy jsou pojmenovány pomocí kurzivových kvalifikátorů v tabulce 2.[5] Kvalifikátor, jako je větev, se používá jako předpona (P) při pojmenování (ko) polymeru nebo jako spojovací (C), např. Hřeben, mezi dvěma názvy polymerů.

Kvalifikátory pro nelineární (ko) polymery a polymerní sestavy[5]
(Co) polymerKvalifikátorPříklad
směssměs (C)poly (3-hexylthiofen) -směs-polystyren
HřebenHřeben (C)polystyren-Hřeben-polyisopren
komplexkompl (C)poly (2,3-dihydrothieno [3,4-b] [1,4] dioxin) -kompl-

kyselina poly (vinylbenzensulfonová)A

cyklickýcyklo (P)cyklo-polystyren-štěp-polyethylen
větevvětev (P)větev-poly [(1,4-divinylbenzen) -stat-styren]
síťsíť (C nebo P)(síť-polystyren) -ipn-[síť-poly (methylakrylát)]
prostupující síťipn (C)(síť-polystyren) -ipn-[síť-poly (methylakrylát)]
semi-prostupující polymerní síťsipn (C)(síť-polystyren) -sipn-polyisopren
hvězdahvězda (P)hvězda-polyisopren

A V souladu s organickou nomenklaturou IUPAC označují hranaté závorky povahu lokalit lokalit ve fúzovaných prstencových systémech.[8]

Strukturální nomenklatura

Pravidelné jednovláknové organické polymery

Namísto názvu monomeru použitého ve zdrojové nomenklatuře používá nomenklatura založená na struktuře název „preferované konstituční opakující se jednotky“ (CRU).[9] Lze jej určit takto:

  1. Dostatečně velká část polymerního řetězce je nakreslena, aby ukazovala strukturní opakování.
    Zvažte jako příklad:
    Příklad polymeru pro strukturní nomenklaturu.
  2. Nejmenší opakující se částí je CRU, takže jsou identifikovány všechny tyto možnosti (včetně několika směrových možností pro řetězec).
    U předchozího polymeru jsou to:
    Všechny jednotky CRU ukázkového polymeru pro reprezentaci na základě struktury.
  3. Jsou identifikovány podjednotky, které tvoří každou z těchto struktur, tj. Největší dvojmocné skupiny, které lze pojmenovat pomocí Názvosloví IUPAC organické chemie.
    V příkladu je to dva uhlíky ethyliden jednotka je delší než dva samostatné jeden uhlík methanediyl Jednotky.
    Obrázek 1. Pořadí priority podjednotky. Podjednotka s nejvyšší prioritou je ve středu nahoře. Podjednotky nižší priority se vyhledají podle šipek. Typ podjednotky, ať už je to a heterocyklus, a heteroatomový řetězec, a karbocyklusnebo uhlíkový řetěz, určuje barevnou šipku, kterou bude následovat.[9]
  4. Pomocí nejkratší cesty v pořadí klesající priority podjednotek je správné pořadí podjednotek určeno pomocí obrázku 1.
    V tomto příkladu jsou podjednotkami kyslíku v CRU heteroatomové řetězce. Z obrázku 1 mají kyslíkové podjednotky přednost před acyklickými podjednotkami uhlíkového řetězce.
  5. Upřednostňovaná CRU je zvolena jako ta s nejnižší možnou lokalizovat (s) pro substituenty.
    V příkladu je brom-substituovaný -CH2-CH2- podjednotka. 1-Bromethan-l, 2-diyl je zvolen přednostně před 2-bromethan-l, 2-diylem, protože první má nižší místo pro brom-substituent. Výhodným CRU je proto oxy (l-bromethan-l, 2-diyl) a polymer se tak nazývá poly [oxy (l-bromethan-l, 2-diyl)].

Polymery, které nejsou tvořeny pravidelným opakováním jedné CRU, se nazývají nepravidelné polymery. U nich je každá konstituční jednotka (CU) oddělena lomítkem, např. Poly (but-l-en-l, 4-diyl / l-vinylethan-l, 2-diyl).[10]

Zastoupení dvojmocných skupin v polymerech[9]
názevSkupinaAnázevSkupinaA
kyslíkpropyliminoDvojmocná skupina propylimino IUPAC
sulfandiylhydrazin-1,2-diyl
sulfonylftaloylFauloyl dvojvazná skupina IUPAC
diazenediyl1,4-fenylen1,4-fenylenová dvojmocná skupina IUPAC
iminocyklohexan-l, 2-diylDvojmocná skupina IUPAC cyklohexan-1,2-diyl
karbonylbutan-l, 4-diyl
oxalyl1-bromethan-1,2-diylIUPAC 1-bromethan-1,2-diyl dvojmocná skupina
silanediylL-oxopropan-l, 3-diyl
ethan-1,2-diylethen-1,2-diyl
methylenmethylmethylenDvojmocná skupina methylmethylenu IUPAC

A Aby se předešlo nejednoznačnosti, vlnovky nakreslené kolmo na volné pouto,
které se běžně používají k označení volných valencí,[11]
jsou obvykle vynechány z grafických znázornění v polymerním kontextu.

Pravidelné dvouvláknové organické polymery

Dvouřetězcové polymery se skládají z nepřerušovaných řetězců prstenců. Ve spiro polymeru má každý kruh společný jeden atom se sousedními kruhy. V žebřík polymer, sousední kruhy mají společné dva nebo více atomů. Pro identifikaci preferovaného CRU je řetězec přerušen tak, že je udržován nadřízený kruh s maximálním počtem heteroatomů a minimálním počtem volných valencí.[12]

Příkladem je IUPAC Pravidelný dvouvláknový organický polymer Výhodnou CRU je acyklická podjednotka se 4 atomy uhlíku se 4 volnými valencemi, jednou na každém atomu, jak je znázorněno.

Pravidelný dvouvláknový organický polymer CRU.

Je orientován tak, že levý dolní atom má nejnižší číslo. Volně valenční lokalizace jsou psány před příponou a jsou citovány ve směru hodinových ručiček z levé dolní polohy jako: vlevo dole, vlevo nahoře: vpravo nahoře, vpravo dole. Tento příklad se tedy jmenuje poly (butan-1,4: 3,2-tetrayl). U složitějších struktur se pořadí seniority opět řídí obrázkem 1.

Názvosloví anorganických a anorganicko-organických polymerů

Poly [(dimethylsilanediyl) ferrocen-1,1'-diyl]

Některé běžné jednovláknové anorganické polymery lze pojmenovat jako organické polymery pomocí pravidel uvedených výše, např. - [O-Si (CH
3)
2]
n− a - [Sn (CH
3)
2]
n− jsou pojmenovány poly [oxy (dimethylsilanediyl)] a poly (dimethylstannanediyl).[13] Anorganické polymery lze také pojmenovat v souladu s anorganickou nomenklaturou, ale seniorita prvků se liší od seniority v organické nomenklatuře. Určité anorganické a anorganicko-organické polymery, například polymery obsahující metalocenové deriváty, se však v současnosti nejlépe pojmenovávají pomocí organické nomenklatury, např. Uvedený polymer lze pojmenovat poly [(dimethylsilanediyl) ferrocen-1,1'-diyl].

Tradiční jména

Když zapadají do obecného vzoru systematické nomenklatury, zůstanou zachovány některé tradiční a triviální názvy běžně používaných polymerů, jako je polyethylen, polypropylen a polystyren.

Grafická znázornění

Vazby mezi atomy lze vynechat, ale pro konce řetězců je třeba kreslit pomlčky. Senioritu podjednotek není třeba dodržovat. U jednovláknových (ko) polymerů je pomlčka nakreslena přes uzavírací značky, např. Poly [oxy (ethan-1,2-diyl)] zobrazené dole vlevo. U nepravidelných polymerů jsou CU odděleny lomítky a uvnitř uzavíracích značek jsou nakresleny pomlčky. Koncové skupiny jsou spojeny pomocí dalších pomlček mimo uzavírací značky, např. A-methyl-ω-hydroxy-poly [oxirane-co- (methyloxirane)], zobrazeno vpravo dole.[11][14]

Poly [oxy (ethan-l, 2-diyl)] (vlevo) a a-methyl-ω-hydroxy-poly [oxiran-ko- (methyloxiran)] (vpravo).

Názvy indexů CA

CAS vede registr látek.[15] V systému CAS se CRU nazývá strukturní opakující se jednotka (SRU). Existují malé rozdíly v umístění lokalit, např. Poly (pyridin-3,5-diylthiofen-2,5-diyl) je poly (3,5-pyridindiyl-2,5-thiofenendyl) v registru CAS, ale jinak polymery jsou pojmenovány pomocí podobných metod jako IUPAC.[16][17]

Reference

  1. ^ A b IUPAC. "Fialová kniha ”, RSC Publishing, (2008). Citováno 2012-06-06.
  2. ^ 'Hiorns, R. C .; Boucher, R. J .; Duhlev, R .; Hellwich, K. -H .; Hodge, P .; Jenkins, A. D .; Jones, R. G .; Kahovec, J .; Moad, G .; Ober, C. K.; Smith, D. W .; Stepto, R. F. T .; Vairon, J. -P .; Vohlídal, J .; ''Stručný průvodce polymerní nomenklaturou '(vyvoláno 03.03.2013; a Pure Appl. Chem. 84 (10): 2167–2169. DOI: 10.1351 / PAC-REP-12-03-05.
  3. ^ IUPAC nomenklatura organické chemie. Citováno 2012-06-06.
  4. ^ Stepto, R. F. T .; Gilbert, R. G .; Hess, M .; Jenkins, A. D .; Jones, R. G .; Kratochvíl P. (2009). "Disperzita ve vědě o polymerech " Pure Appl. Chem. 81 (2): 351–353. DOI: 10.1351 / PAC-REC-08-05-02.
  5. ^ A b C Kahovec, J .; Kratochvíl P .; Jenkins, A. D .; Mita, I .; Papisov, I. M .; Sperling, L. H .; Stepto, R. F. T. (1997). "Zdrojová nomenklatura pro nelineární makromolekuly a makromolekulární sestavy " Pure Appl. Chem. 69 (12): 2511–2521.
  6. ^ Bareiss, R.E .; Fox, R. B .; Hatada, K .; Horie, K .; Jenkins, A. D .; Kahovec, J.; Kubisa, P .; Maréchal, E .; Meisel, I .; Metanomski, W. V .; Mita, I .; Stepto, R. F. T .; Wilks, E. S. (2001). "Obecná zdrojová nomenklatura pro polymery " Pure Appl. Chem. 73 (9): 1511–1519.
  7. ^ A b Ring, W .; Mita, I .; Jenkins, A. D .; Bikales, N. M .; (1985). "Zdrojová nomenklatura pro kopolymery " Pure Appl. Chem. 57 (10): 1427–1440.
  8. ^ „The Blue Book“, Introduction, R-0.1.5 Enclosing Marks Citováno 2012-06-06.
  9. ^ A b C Kahovec, J .; Fox, R. B .; Hatada, K. (2002). "Názvosloví běžných jednovláknových organických polymerů " Pure Appl. Chem. 74 (10): 1921–1956.
  10. ^ Fox, R. B .; Bikales, N. M .; Hatada, K .; Kahovec, J. (1994). "Strukturální nomenklatura pro nepravidelné jednovláknové organické polymery " Pure Appl. Chem. 66 (4): 873–889.
  11. ^ A b Brecher, J. (2008). "Standardy grafického znázornění pro diagramy chemických struktur " Pure Appl. Chem. 80 (2): 277–410.
  12. ^ Metanomski, W. V .; Bareiss, R.E .; Kahovec, J .; Loening, K. L .; Shi, L .; Shibaev, V. P. (1993). "Názvosloví pravidelných dvouvláknových (žebříkových a spiro) organických polymerů " Pure Appl. Chem. 65 (7): 1561–1580.
  13. ^ Donaruma, L. G .; Block, B. P .; Loening, K. L .; Platé, Tsuruta, T .; Buschbeck, K. Ch .; Powell, W. H .; Reedijk, J. (1985). "Nomenklatura pro běžné jednovláknové a kvazi-jednovláknové anorganické a koordinační polymery " Pure Appl. Chem. 57 (1): 149–168.
  14. ^ Bareiss, R.E .; Kahovec, J .; Kratochvíl P. (1994). "Grafická znázornění (chemické vzorce) makromolekul " Pure Appl. Chem. 66 (12): 2469–2482.
  15. ^ http://www.cas.org/. Citováno 2012-06-06.
  16. ^ (1968). "Strukturální nomenklatura pro lineární polymery " Makromolekuly 1 (3): 193–198. DOI: 10.1021 / ma60003a001
  17. ^ Wilks, E. S. (1997). "Nomenklatura a struktura polymerů: Porovnání systémů používaných CAS, IUPAC, MDL a DuPont. 1. Pravidelný jednovláknový organický polymer " J. Chem. Inf. Comput. Sci. 37 (2): 171–192.

externí odkazy