Chimica Organica

Nomenclatura dei composti biciclici

il 25 Aprile 2024

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nomenclatura dei composti biciclici

La nomenclatura dei composti biciclici siano essi condensati, a ponte che composti spirociclici รจ stabilita dalla I.U.P.A.C.
I composti biciclici sono composti organici costituiti da due strutture ad anello legate tra loro e pertanto i due anelli condividono almeno due atomi.

A seconda di come sono legate le due strutture ad anello i composti biciclici possono essere classificati come composti biciclici condensati, bicicloalcani anche detti a ponte e composti spirociclici tra cui gli spiroalcani che contengono due o piรน anelli, in cui ogni coppia di anelli condivide un solo atomo di carbonio.

tipi di composti biciclici
tipi di composti biciclici

รˆ importante ricordare, nella nomenclatura dei composti biciclici a ponte รจ che i due atomi di carbonio che formano ciascun ponte, salvo qualche eccezione come ad esempio lโ€™ingenolo, sono sempre in cis tra loro, rispetto allโ€™altro anello in quanto sono scarsamente flessibili per rispettare lโ€™angolo di legame e la lunghezza di legame degli alcani.

Pertanto gli anelli a cinque, sei e sette membri si trovano in cis dal momento che una giunzione in trans dellโ€™anello porterebbe a una tensione eccessiva. Per facilitare la nomenclatura dei composti biciclici bisogna tener conto che, diversamente da altri composti organici, รจ possibile rappresentarli secondo una prospettiva dallโ€™alto verso il basso o viceversa oppure secondo una vista laterale

Numerazione degli atomi di carbonio

Il primo step da seguire nella nomenclatura dei composti biciclici รจ la numerazione degli atomi di carbonio che consiste nel determinare il numero di atomi di carbonio tenendo conto che la catena dei composti biciclici รจ data in base al numero totale di atomi di carbonio presenti in tutti gli anelli.

viste prospettiche
viste prospettiche

Il numero totale di atomi in tutti gli anelli insieme dร  il nome della radice del composto. Gli anelli sono numerati in base alla loro dimensione: quello con piรน atomi di carbonio viene numerato per primo e successivamente il secondo

Il secondo step consiste nel decidere la direzione corretta di numerazione. La numerazione della catena di carbonio inizia sempre in corrispondenza di un atomo testa di ponte (cioรจ dove gli anelli si incontrano), e poi continua lungo la catena di carbonio lungo il percorso piรน lungo, fino all’atomo testa di ponte successivo. La numerazione viene poi proseguita lungo il secondo percorso piรน lungo e cosรฌ via.

Regole per la nomenclatura dei composti biciclici

Le regole per la nomenclatura dei composti biciclici prevedono i seguenti steps:

  • si conta il numero totale di atomi di carbonio per l’intero sistema biciclico e si determina il nome

Pertanto il composto:

biciclo[4.3.0]nonano
biciclo[4.3.0]nonano
che รจ costituito da 9 atomi di carbonio si chiama nonano analogamente all’alcano con nove atomi di carbonio

  • si contano gli atomi di carbonio che costituiscono rispettivamente i due anelli che, a meno che non siano costituiti dallo stesso numero di atomi di carbonio, hanno numeri diversi. Si considera il numero di atomi di carbonio dellโ€™anello piรน grande quindi nel caso considerato 4 (anello a sinistra). Generalizzando si puรฒ indicare con x tale numero
  • si contano gli atomi di carbonio che fanno parte solo dell’anello piรน piccolo quindi nel caso considerato 3 (anello a destra). Generalizzando si puรฒ indicare con y tale numero
  • si contano gli atomi di carbonio che sono comuni ai due anelli oltre il valore minimo di due pertanto negli anelli condensati il valore รจ pari a zero mentre nei composti biciclici a ponte vale almeno 1.ย Nel caso considerato tale valore รจ zero.ย  ย Generalizzando si puรฒ indicare con z tale numero.
  • si scrive il nome del composto scrivendo biciclo seguito da x, y e z tra parentesi quadra intervallati da un punto e infine il nome ricavato al punto 1: biciclo[x.y.z]nome. Nel caso considerato il composto assume il nome di biciclo[4.3.0]nonano

Gli spiroalcani vengono denominati anteponendo il prefisso spiro al nome del normale idrocarburo aciclico dello stesso numero totale di atomi di carbonio. Il numero di atomi di carbonio legati all’atomo spiro in ciascun anello รจ indicato in ordine crescente tra parentesi poste tra il prefisso spiro e il nome dell’idrocarburo.

Esercizi sulla nomenclatura dei composti biciclici

Rispettando le regole sulla nomenclatura dei composti biciclici dare il nome ai seguenti composti:

Decalina
biciclo[4.4.0]decano
รˆ un composto biciclico condensato costituito da 10 atomi di carbonio quindi si chiama decano. Entrambi gli anelli sono costituiti da quattro atomi di carbonio. Gli atomi di carbonio che sono comuni ai due anelli sono solo 2 pertanto il composto, noto come decalina, si chiama biciclo[4.4.0]decano

biciclo[4.2.0]ottano
biciclo[4.2.0]ottano
รˆ un composto biciclico condensato costituito da 8 atomi di carbonio quindi si chiama ottano. L’anello piรน grande rappresentato a sinistra รจ costituito da 4 atomi di carbonio mentre l’anello piรน piccolo, rappresentato a destra รจ costituito da 2 atomi di carbonio. Gli atomi di carbonio che sono comuni ai due anelli sono solo 2 pertanto il composto si chiama biciclo[4.2.0]ottano

biciclo[1.1.1]pentano
biciclo[1.1.1]pentano
รˆ un composto biciclico a ponte costituito da 5 atomi di carbonio quindi si chiama pentano. Entrambi gli anelli, cosรฌ come il ponte sono costituiti tutti da un solo atomo di carbonio quindi il composto si chiama biciclo[1.1.1]pentano

 

biciclo[3.2.1]ottano
biciclo[3.2.1]ottano
รˆ un composto biciclico a ponte costituito da 8 atomi di carbonio quindi si chiama ottano. Lโ€™anello piรน grande, rappresentato a destra, รจ costituito da 3 atomi di carbonio che, secondo la regola 2 รจ indicato con x, mentre quello piรน piccolo รจ costituito da 2 atomi di carbonio che, secondo la regola 3 รจ indicato con y. Vi รจ un solo atomo a ponte comune ai due anelli che secondo la regola 4 รจ indicato con z. Pertanto il composto si chiama biciclo[3.2.1]ottano

biciclo[3.2.2]nonano
biciclo[3.2.2]nonano
รˆ un composto biciclico a ponte costituito da 9 atomi di carbonio quindi si chiama nonano. L’anello piรน grande, rappresentato a sinistra รจ costituito da 3 atomi di carbonio mentre l’anello piรน piccolo รจ costituito da 2 atomi di carbonio. Vi sono 2 atomi a ponte comuni ai due anelli quindi il composto si chiama biciclo[3.2.2]nonano

Esercizi sulla nomenclatura dei composti biciclici spiranici

Rispettando le regole sulla nomenclatura dei composti biciclici dare il nome ai seguenti composti:

spiro[4.3]ottano
spiro[4.3]ottano
รˆ un composto biciclico di tipo spiranico costituito da 8 atomi di carbonio quindi si chiama ottano. L’anello piรน grande รจ costituito da 4 atomi di carbonio mentre quello piรน piccolo da 3 atomi di carbonio quindi il composto si chiama spiro[4.3]ottano.

spiro[5.2]ottano
spiro[5.2]ottano
รˆ un composto biciclico di tipo spiranico costituito da 8 atomi di carbonio quindi si chiama ottano. L’anello piรน grande รจ costituito da 5 atomi di carbonio mentre quello piรน piccolo da 2 atomi di carbonio quindi il composto si chiama spiro[5.2]ottano.

spiro[5.4]decano
spiro[5.4]decano
รˆ un composto biciclico di tipo spiranico costituito da 10 atomi di carbonio quindi si chiama decano. L’anello piรน grande รจ costituito da 5 atomi di carbonio mentre quello piรน piccolo da 4 atomi di carbonio quindi il composto si chiama spiro[5.4]decano.

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