NOMENKLATURA A TERMINOLOGIE STEREOCHEMICKÉ DEFINICE A OZNAČENÍ VZTAHUJÍCÍ SE K POLYMERŮM (1980) Chem. Listy 90, (1996)

Transkript

1 NOMENKLATURA A TERMINOLOGIE Chem. Listy 90, (1996) STEREOCHEMICKÉ DEFINICE A OZNAČENÍ VZTAHUJÍCÍ SE K POLYMERŮM (1980) OBSAH PŘEDMLUVA 1. ZÁKLADNÍ DEFINICE Konfigurační jednotka Základní konfigurační jednotka.3 Opakující se konfigurační jednotka.4 Opakující se stereojednotka.5 Taktický polymer.6 Takticita.7 Isotaktický polymer Syndiotaktický polymer.9 Stereoregulární polymer 0 Ataktický polymer 1 Stereospecifická polymerizace 2 Ditaktický polymer.13 Tritaktický polymer.14 Diisotaktický polymer.15 Disyndiotaktický polymer.16 Cistaktický polymer.17 Transtaktický polymer.18 Blok.19 Taktický blok.20 Ataktický blok.21 Stereoblok-.22 Taktický blokový polymer 1.23 Stereoblokový polymer 2. SEKVENCE 2.1 Konstituční a konfigurační sekvence Konstituční sek věnce Konstituční homosekvence Konfi gurační sekvence 2. l.4 Stereosekvence 2. l.5 Konfigurační homosekvence 2. l.6 Stereohomosekvence 2.2 Popis relativních konfigurací Erythro a threo struktury Meso a racemo struktury Stereosekvence: diady, triady, tetrady atd. KUNFORMACE 3.1 Označení konformace molekul polymerů Délky vazeb Vazebné úhly Torsní úhly

2 3.2 Zvláštní terminologie pro krystalické polymery Helixy (šroubovice) Smysl helixu (šroubovice) Isomorfní a enantiomorfní struktury Isoklinální a antiklinální struktury Grupy symetrie helixu a prvky symetrie 4. DODATKOVÉ DEFINICE 5. LITERATURA Česká komise pro makromolekulami nomenklaturu zveřejňuje se souhlasem Českého komitétu pro chemii českou verzi dokumentu vydaného Mezinárodní unií pro čistou a užitou chemii (IUPAC)** jako metodickou pomůcku pro popis stereochemické struktury polymerů. Česká komise zachovala při překladu anglického originálu rozsah i obsah původního doporučení IUPAC z roku 1980 a provedla jen nezbytné úpravy v duchu českého jazyka ve snaze o co nejvýstižnější znění definic a průvodního textu. Předkládaný dokument je v souladu se základními definicemi termínů vztahujících se k polymerům i pravidly názvosloví jednopramenných organických polymerů a bere v úvahu nyní platná pravidla nomenklatury organické chemie. Členové komise věří, že dokument, který je v souladu s kodifikovaným názvoslovím mezinárodním, bude užitečným příspěvkem ke sjednocení českého názvosloví v této oblasti. Komise vyzývá autory českých odborných publikací, aby pro popis struktury makromolekul používali termíny ve shodě s definicemi uvedenými v tomto dokumentu. PŘEDMLUVA Roku 1962 vydal výbor pro nomenklaturu Komise IUPAC pro makromolekuly zprávu nazvanou "Nomenklatura pojednávající o sférické regularitě polymerů" 1. Od té doby se s vývojem stále důmyslnějších technik určování struktury obor stereochemie polymerů velmi rozšířil a tak vznikla potřeba podrobné znalosti molekulárních konformací, aby bylo možno korelovat chemickou strukturu s fyzikálními vlastnostmi. Nomenklatura týkající se konstituce a konfigurace makromolekul byla zdokonalena v dokumentech Komise 2 ' 3 za použití pojmů založených na struktuře. Jako definitivní publikace vyšel článek IUPAC o stereochemii organických molekul 4 a dokument IUPAC-IUB o zkratkách a symbolech užívaných při popisu konformací polypeptidových řetězců 5. Cílem předkládaného dokumentuje zmodernizovat názvosloví charakteristických znaků spojených se stereoregularitou polymerů. Dokument používá definic předepsaných v lit. 4 a bere v úvahu všechny dříve vypracované materiály citované výše. Zavádí též nové pojmy týkající se mikrostruktury řetězců polymerů a navrhuje soubor definic a označení pro popis konformací molekul polymerů. Přitom je zachována co největší konsistence s dokumenty 4 ' 5. V tomto dokumentu jsou stereochemické vzorce řetězců polymerů uváděny ve Fischerově projekci otočené o 90, tj. vzorce jsou zobrazeny horizontálně místo vertikálně (na rozdíl od lit. 1 ) nebo jako hypotetické natažené (angl. zigzag) řetězce; ty někdy jasněji znázorňují trojrozměrné uspořádání. Přitom se dává přednost důslednému kreslení hypotetických natažených řetězců s vazbou v hlavním řetězci, která je zcela vlevo ve vzorci, stoupající zleva doprava a s přerušovanou čarou na kterémkoliv atomu uhlíku hlavního řetězce nacházející se vlevo od plné čáry. Užívání otočených Fischerových projekcí odpovídá běžné praxi znázornění hlavního řetězce polymeru vodorovnou čarou. Je však velmi důležité poznamenat, že tento způsob neposkytuje bezprostředně názorný dojem nataženého řetězce. V projekcích užívaných v tomto dokumentu představují vodorovné čáry, vycházející z každého jednotlivého uhlíkového atomu, vazby atomu uhlíku směřující pod rovinu papíru, kdežto svislé čáry představují vazby vyčnívající nad rovinu papíru. Například otočená Fischerova projekce ^Členové komise: M. Beneš, P. Čefelín, J. Kahovec, J. Kotas, P. Kratochvíl, B. Meissner, J. Pouchlý. Stereochemical Definitions and Notations Relating to Polymers (Recommendations 1980). Pure Appl. Chem Compendium of Macromolecular Nomenclature, Blackwell Scientific Publications, Oxford 1991, str *** Chem. Listy 79, 281 (1985). **** Chem. Listy 81, 290 (1987).

3

4 H CH3 -CH=CH-C-CH2- a -CH=CH-C-CH2- (trans) CH3 (trans) H

5

6

7

8

9

10

11

12 H H H H B H H

13

14

15

16

17 poly( l -methyl-fra/i.v-but- 1 -en- 1,4-diyl) (trans- 1.4-polyisopren) isotaktický poly(l-mcthylethylen) (M/N =3/1) (isotaktický polypropylen) (M/N = 3/1) syndiotaktický poly(l-methylethylen) (M/N = 2/l)(helixová modifikace) (syndioiaktický polypropylen) (M/N = 2/1) poly [imino( l,7-dioxoheptan- 1,7-diyl)iminoheptan- 1,7-diy l j (poly(n.n'-heptamethylenpimelamid)) poly(l.l-difluorothylen) (modifikace 2) (poly(l.l-difluorethylen) taktický poly( l,2-dimethylbutan- 1,4-diyl) (diis i.v-2-butenu) poly(penten- 1 -en- 1,2-diyl) (poly(cyklopenten)) poly[imino( l,6-dioxohexan- 1,6-diyl)iminohexa (poly(n,n'-hexamethylenadipamid)) syndiotaktický poly( l -vinylethylen) (syndiotaktický l,2-poly(buta-l,3-dien) poly(ethylen) (polyethylen) 4. DODATKOVÉ DEFINICE 4.1 Stupně isotakticity, syndiotakticity a heterotakticity triad 4.2 Stupně cistakticity a transtakticity Definice Podíly triad v regulárním vinylovém polymeru po řadě typu mm, rr a mr - rm. V případech, kdy analýza triad není dosažitelná, lze definovat isotakticitu a syndiotakticitu diad jako podíly diad typu m a r v regulárním vinylovém polymeru. Podíly dvojných vazeb s cis nebo trans konfigurací u regulárního polymeru, který obsahuje dvojné vazby v hlavním řetězci opakujících se konstitučních jednotek. 4.3 Stupeň krystaliríity Podíl polymeru, který je řádáním. s dalekosáhlým trojrozměrným uspo- 4.4 Laterální uspořádání 4.5 Longitudinální uspořádání Uložení molekul lineárního polymeru vedle sebe. Poloha atomů lineárního polymeru ve směru řetěze O takticitě postranních řetězců bude pojednáno v pozdějším dokumentu. Poděkování Členové komise, kteří aktivně přispěli k přípravě tohoto dokumentu, jsou: Prof. G. Allegra, Dr. N.M. Bikales (tajemník ), Prof. P. Corradini, Dr. L.C. Gross, Dr. R.B. Fox (tajemník ), Prof. A.D. Jenkins (předseda ), Dr. J.F. Kennedy, Dr. P. Kratochvil, Dr. K.L. Loening (předseda ). Prof. I.M. Papisov, Prof. N.A. Plate, Prof. W. Ring, Prof. P. Sigwalt, Dr. U.W. Suter, Prof. T. Tsuruta a Dr. R.E. Wetton. 387

18 5. LITERATURA 1. Huggins M.L.. Natta G., Dcsreux V., Mark H. (/a komisi IUPAC pro makromolekuly): Zpráva o nomenklatuře pojednávající o sterické regularitě polymerů, J. Poly.n. Sci. 56, 153 (1962); Pure Appl. Chem. 12, 643 (1966). 2. Komise IUPAC pro makromolekulami nomenklaturu: Základní definice termínů vztahujících se k polymerům (1974), Pure Appl. Chem (1974). Český překlad: Chem. Listy 79, 281 (1985). 3. Komise IUPAC pro makromolekulami nomenklaturu: Nomenklatura regulárních jednopramenných organických polymerů (1975). Pure Appl. Chem. 48, 373 (1976). Český překlad: Chem. Listy 81, 290 (1987). 4. Komise IUPAC pro nomenklaturu organické chemie: Nomenklaturní pravidla organické chemie. Oddíl E: Stereochemie (Doporučení 1974). Pure Appl. Chem (1976). Český překlad: Chem. Listy 65, 823 (1971). 5. Komise IUPAC-IUB pro biochemickou nomenklaturu: Zkratky a symboly pro popis konformací polypeptidových řetězců (1974). Pure Appl. Chem. 40, 293 (1974). 6. Klug A., Crick F.H.C.. Wyckoff H.W., Acta Crystallogr. II, 199 (1958). 7. Corradini P.: Konformace řetězce a krystalinita, kapitola v: Stereochemistry of Macromolecules (A. Ketley, Ed.), Marcel Dekker, New York. část III, str (1968). 8. Flory P.J., Statistical Mechanics of Chain Molecules, J. Wiley&Sons, New York-London-Sydney-Toronto, str (1969).