Номенклатура регулярных линейных однотяжных органических полимеров

Номенклатура регулярных линейных однотяжных полимеров, предложенная ИЮПАК, основана на выделении и названии составного повторяющегося звена (СПЗ), многократным повторением которого образован полимер. Если длина цепи не указана, полимер называют присоединением приставки нолик названию СПЗ, данному, по возможности, в соответствии с правилами номенклатуры органических соединений. Так, если повторяющееся звено называется АВС, то соответствующий полимер называют поли АВС:

В случае известной длины цепи, что встречается в основном только у олигомеров, вместо приставки полииспользуют греческое название числа повторяющихся СПЗ: например, (-АВС-)₁₄ — тетрадскаАВС. Если известны концевые группы, то они указываются перед названием СПЗ после греческих букв, а (первая концевая группа) и со (последняя концевая группа). Например, СНз-[-ОСН2СН2-]8-ОН: а-метил-оо-гидроксиоктаоксиэтилен.

Чтобы назвать полимер в соответствии с номенклатурой ИЮПАК, необходимо придерживаться следующей последователь ности действий: 1) идентифицировать СПЗ; 2) ориентировать СПЗ должным образом; 3) назвать СПЗ.

В приведенных выше примерах идентификация СПЗ не вызывает трудностей вследствие простого строения цепей. В более сложных случаях необходимо написать длинный участок макромолекулы и из него выбрать все возможные СПЗ. Для большинства полимеров существует много вариантов написания составного повторяющегося звена. Так, для фторпроизводного полиоксиэтилена.

составное повторяющееся звено может быть записано шестью разн ы м и способам и:

По номенклатуре ИЮПЛК выбор единственной структуры для записи формулы полимера базируется на определении старшинства в расположении атомов и группировок. Согласно этому правилу старшинство в периодической таблице Д. И. Менделеева уменьшается сверху вниз в группах и справа налево — в периодах. Ниже схематически изображена часть таблицы, в которой самым «старшим» будет фтор, а самым «младшим» — таллий:

При выборе СПЗ с учетом старшинства сначала выбирают последовательность атомов в основной цепи; для полимера В это будетО-С-С- (кислород старше углерода). Затем необходимо расположить заместители у атомов основной цепи: замещенные атомы выбранной последовательности записывают раньше, а заместители, если их несколько, в названии СПЗ располагают также с учетом старшинства. Поэтому правильное написание формулы полимера В будет.

а название — поли[окси (1-фторэтилен)].

Название сложнопостроенных СПЗ образуется из названий наибольших из возможных подзвеньев, расположенных в порядке старшинства слева направо. Подзвенья с двумя свободными валентностями располагаются по старшинству в следующем порядке, который определяет выбор первого подзвена: 1) гетероциклы;

2) цени, содержащие гетероатомы; 3) карбоциклы; 4) цени, содержащие только атомы углерода.

Для полимера.

систематическое название будет следующим: поли окси этилен имиио метилен тио этилен имино 1,3 циклогексен (здесь и далее для наглядности между составными частями названия оставлены пробелы; обычно название пишут слитно).

Этому же полимеру в соответствии с принятой в органической химии заместительной номенклатурой можно дать и другое название: линейную часть цепи СПЗ представляют состоящей полностью из атомов углерода с соответствующей заменой части их гетероатомами О, N, S; эта замена в названии отражается приставками окса-, азои тиаи цифрами, указывающими положение соответствующего гетероатома: поли-1-окса-6-тиа-4,9-диазононаметилен-1,3-циклогексен.

Замена в этом СПЗ циклогексанового радикала на 3,4-пинеридиновое кольцо приведет к изменению порядка подзвеньев: как следует из вышеприведенного ряда, пиперидиновый цикл будет самым старшим в формуле СПЗ. Поэтому она запишется так:

а название полимера будет поли 3,5 пиперидино окси этилен имино метилен тиа этилен имин или (по заместительному варианту) поли-3,5-пиперидино-1 -окса-6-тиа-4,9- диазононаметилен.

В отличие от рациональной номенклатуры название СПЗ по систематической номенклатуре не связано с происхождением полимера. Например, две нижеприведенные различные реакции приводят к образованию одного и того же полимера:

По рациональной номенклатуре в соответствии с основным способом синтеза полимера (полимеризация этилена) его называют полиэтилен. Как назвать этот полимер, синтезируемый путем разложения диазометана, по рациональной номенклатуре? Единственно правильным будет систематическое название, не зависящее от метода синтеза и учитывающее только строение СПЗ, — полиметилен.

Кроме старшинства номенклатурная система ИЮПАК при идентификации СПЗ, состоящего из нескольких частей, требует, чтобы названия частей состояли из наибольшего числа атомов и групп атомов и наибольшего числа заместителей.

Так, продукт полимеризации бутадиена-1,3.

СН₂=СН-СН=СН₂ —? -СН₂-СН=СН-СН₂-СН₂-СН=СН-СН₂— следует записыватьСН=СНСН₂СН₂—]^- и в соответствии с этой записью называть поли-1-бутенилен. Альтернативное название полибутенилен-2 для часто применяемой на практике формулыСН₂СН=СНСН₂— неточно, так как двойная связь «старше» одинарной. Другое название продукта полимеризации бутадиена — поливиниленэтилен; оно верно передает строение СПЗ, но не удовлетворяет требованию об «охвате» названием максимально возможного числа атомов основной цепи.

С учетом этих же требований названы и нижеприведенные полимеры:

В первых двух примерах названия, приведенные в скобках, не удовлетворяют правилу включения в название максимального числа атомов и групп, а в последнем не выполняется правило о том, что СПЗ для линейных регулярных полимеров должно представлять собой группу с двумя свободными валентностями. Действительно, в случае полиэтандиилидена.

повторяющееся звено будет четырехвалентным^[1].

В табл. 1.2 приведены систематические названия некоторых наиболее широко используемых полимеров; для них правило ИЮПАК допускает применение и укоренившихся названий по рациональной номенклатуре.

Таблица 1.2

Названия некоторых регулярных линейных полимеров.

Формула СПЗ.	Название, но номенклатуре.
	рациональной.	систематической.
	Полиэтилен.	Полимстилен.
	Полипропилен.	Полипропилен.
	Пол и изобутиле! i.	11ол и-1,1 -диметилэтилен.
	Полибутадиен.	Пол и-1 -бутенилен.
	Пол и изопрен.	Поли-1 -метил-1 -бутенилен.
	Полистирол.	Поли-1 -фенилэтилен.
	Полиакрилонитрил.	Поли-1 -цианоэтилен.
	Поливиниловый спирт.	Пол и-1 -гидроксиэтилен.
	П о л и ви н ила цетат.	Поли-1 -ацетоксиэтилен.

Окончание табл. 1.2

Формула СПЗ.	Название, но номенклатуре.
	рациональной.	систематической.
	П ол и вин илхлорид.	Поли-1 -хлорэтилен.
	Поливинилиденфторид.	Поли-1,1 -дифторэтилен.
	Политетрафторэтилен.	Полидифторметилен.
	Полиметилакрилат.	11ол и-1 -метоксикарбонилэтилен.
	П о л и метил мета кр и л ат.	Пол и -1 — (м етокс и карбонил) — 1 -метилэтилен.
	П ол и в и н ил бути рал ь.	Поли-(2-нроиил-1,3; диоксан-4,6-диил) метилен.
	Полиформальдегид.	11олиоксиметилен.
	Полиэтиленоксид, пол иэти л ei I гл и кол ь.	Полиоксиэтилен.
	Полифениленоксид.	Поли-окси-1,4-фени; лен.
	11ол иэтилентерефталат.	11ол иоксиэтилеиокситерефталоил (полиоксиэтиленокси- 1,4-диоксофенилен).
	П о л иека п роам ид.	Полиимино-(6-оксо; гексаметилен).
	П ол и гексаметил енадипамид.	Пол иимино-(1,6-диоксогексаметилен)-иминогексаметилен или полиадипоилиминогексамстилен.
	Пол и-/2-фенил енизофталамид.	Г1олиимиио-(1,3-Диоксофснилсн)-1,4-иминофенилен или поли | имино (изофталоил) — 1,4-иминофенилен].

• [1] Если СПЗ, но требованию старшинства расположения атомов и групп начинается с более предпочтительного радикала, например гетероциклического, то СПЗ может быть и более, чем двухвалентным.