3.9: Éteres, Epóxidos y Sulfuros
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objetivos de aprendizaje
- nombrar éteres, epóxidos y sulfuros usando la IUPAC (sistemática) y la nomenclatura de nombre común seleccionada
- dibujar la estructura de éteres, epóxidos y sulfuros de la IUPAC (sistemática) y nombres comunes seleccionados
Nota: Los compuestos heterocíclicos de oxígeno se incluyen en aras de su finalización. Su nomenclatura puede o no ser requerida por el profesor se requiere instrucción adicional. Asegúrate de preguntar.
Éteres
Los éteres son compuestos que tienen dos grupos alquilo o arilo unidos a un átomo de oxígeno, como en la fórmula R1 —O-R2. El grupo funcional éter no tiene un sufijo de nomenclatura IUPAC característico, por lo que es necesario designarlo como sustituyente. Para ello, a los sustituyentes alcoxi comunes se les dan nombres derivados de su componente alquilo (a continuación):
| Grupo Alquílico | Nombre | Grupo Alcoxi | Nombre | |
|---|---|---|---|---|
| CH 3 — | Methyl | CH 3 O— | Metoxi | |
| CH 3 CH 2 — | Etil | CH 3 CH 2 O— | Ethoxy | |
| (CH 3) 2 CH— | Isopropilo | (CH 3) 2 CHO— | Isopropoxi | |
| (CH 3) 3 C— | Tert-butilo | (CH 3) 3 CO— | Tert-butoxi | |
| C 6 H 5 — | Fenil | C 6 H 5 O— | Fenoxi |
El grupo alquilo más pequeño y más corto se convierte en el sustituyente alcoxi. El lado del grupo alquilo más grande y más largo se convierte en el nombre de base alcano. Cada grupo alquilo en cada lado del oxígeno está numerado por separado. La prioridad de numeración se da al carbono más cercano al oxgen. El lado alcoxi (lado más corto) tiene un “-oxi” que termina con su grupo alquilo correspondiente. Por ejemplo, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 -O-CH 2 CH 2 CH 3 es 1-propoxipentano. Si hay estereoquímica cis o trans, sigue aplicándose la misma regla.
| Ejemplo |
|---|
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Los ejemplos son: CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3, éter dietílico (a veces denominado éter) y CH 3 OCH 2 CH 2 OCH 3, etilenglicol dimetil éter (glima).
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Nombres comunes
A los éteres simples se les dan nombres comunes en los que los grupos alquilo unidos al oxígeno se nombran en orden alfabético seguido de la palabra “éter”. El ejemplo superior izquierdo muestra el nombre común en azul bajo el nombre de la IUPAC. Muchos éteres simples son simétricos, en que los dos sustituyentes alquilo son iguales. Estos se denominan “éteres de dialquilo”. Si leemos la palabra “éter”, lo más probable es que el autor esté comunicando el compuesto CH 3 CH 2 OCH 2 CH 3, etoxietano (éter dietílico), pero no sabemos con certeza - otro ejemplo de la importancia de una nomenclatura precisa.
Epóxidos
Un epóxido es un éter cíclico con tres átomos en el anillo. Estos anillos definen aproximadamente un triángulo equilátero, lo que lo hace altamente tenso. El anillo tenso hace que los epóxidos sean más reactivos que otros éteres. Los epóxidos simples se nombran a partir del compuesto parental óxido de etileno u oxirano, como en clorometiloxirano. Como grupo funcional, los epóxidos presentan el prefijo epoxi, como en el compuesto 1,2-epoxicicloheptano, que también se puede llamar epóxido de ciclohepteno, o simplemente óxido de ciclohepteno.
Un epóxido genérico.
La estructura química del epóxido glicidol, un intermedio químico común
Un polímero formado por reacción de unidades de epóxido se denomina poliepóxido o epoxi. Las resinas epoxi se utilizan como adhesivos y materiales estructurales. La polimerización de un epóxido da un poliéter, por ejemplo, el óxido de etileno polimeriza para dar polietilenglicol, también conocido como óxido de polietileno.
Sulfuros (tioéteres)
Un tioéter es un grupo funcional en la química de organosulfuros con la conectividad C-S-C como se muestra a continuación. Al igual que muchos otros compuestos que contienen azufre, los tioéteres volátiles tienen malos olores. [1] Un tioéter es similar a un éter excepto que contiene un átomo de azufre en lugar del oxígeno. La agrupación de oxígeno y azufre en la tabla periódica sugiere que las propiedades químicas de los éteres y tioéteres son algo similares.
Estructura general de un tioéter con el grupo funcional marcado en azul.
Nomenclatura
Los tioéteres a veces se llaman sulfuros, especialmente en la literatura más antigua y este término permanece en uso para los nombres de tioéteres específicos. Los dos sustituyentes orgánicos están indicados por los prefijos. (CH 3) 2 S se llama sulfuro de dimetilo. Algunos tioéteres se nombran modificando el nombre común para el éter correspondiente. Por ejemplo, C 6 H 5 SCH 3 es sulfuro de metilfenilo, pero es más comúnmente llamado tioanisol, ya que su estructura está relacionada con la del anisol, C 6 H 5 OCH 3.
Estructura y propiedades
El tioéter es un grupo funcional angular, el ángulo C-S-C se aproxima a 90°. Los bonos C-S son alrededor de 180 pm.
Los tioéteres se caracterizan por sus fuertes olores, los cuales son similares al olor a tiol. Este olor limita las aplicaciones de tioéteres volátiles. En cuanto a sus propiedades físicas, se asemejan a éteres pero son menos volátiles, de mayor punto de fusión y menos hidrófilos. Estas propiedades se derivan de la polarizabilidad del centro de azufre divalente, que es mayor que la del oxígeno en los éteres.
Heterociclos con oxígeno
En los éteres cíclicos (heterociclos), uno o más carbonos son reemplazados por oxígeno. A menudo, se le llama heteroátomos, cuando el carbono es reemplazado por un oxígeno o cualquier átomo que no sea carbono o hidrógeno. En este caso, el tallo se llama oxacicloalcano, donde el prefijo “oxa-” es un indicador de la sustitución del carbono por un oxígeno en el anillo. Estos compuestos se numeran comenzando en el oxígeno y continúan alrededor del anillo. Por ejemplo,
Si un sustituyente es un alcohol, el alcohol tiene mayor prioridad. Sin embargo, si un sustituyente es un haluro, el éter tiene mayor prioridad. Si hay tanto un grupo alcohol como un haluro, el alcohol tiene mayor prioridad. La numeración comienza con el extremo más cercano al sustituyente de mayor prioridad. Hay éteres que contienen múltiples grupos éter que se denominan poliéteres cíclicos o éteres corona. Estos también se denominan usando el sistema IUPAC.
Tiofenos
Los tiofenos son una clase especial de compuestos heterocíclicos que contienen tioéter. Por su carácter aromático, son no nucleofílicos. Los electrones no ligantes en el azufre se deslocalizan en el sistema π. Como consecuencia, el tiofeno exhibe pocas propiedades esperadas para un tioéter-tiofeno no es nucleofílico en azufre y, de hecho, es de olor dulce. Tras la hidrogenación, el tiofeno da tetrahidrotiofeno, C 4 H 8 S, que de hecho se comporta como un tioéter típico.