สูตรโครงกระดูก
สูตรโครงกระดูกที่เรียกว่าสูตรเส้นมุมหรือจดชวเลขสูตร , ของสารประกอบอินทรีย์เป็นชนิดของโมเลกุลสูตรโครงสร้างที่ทำหน้าที่เป็นตัวแทนจดชวเลขของโมเลกุลของพันธะและรายละเอียดบางส่วนของรูปทรงเรขาคณิตในระดับโมเลกุล สูตรโครงร่างแสดงโครงสร้างโครงร่างหรือโครงกระดูกของโมเลกุลซึ่งประกอบด้วยอะตอมของโครงร่างที่ประกอบเป็นโมเลกุล [1]แสดงเป็นสองมิติเช่นเดียวกับบนแผ่นกระดาษ ใช้อนุสัญญาบางประการเพื่อแสดงถึงคาร์บอนและอะตอมของไฮโดรเจนซึ่งพบมากที่สุดในเคมีอินทรีย์

รูปแบบแรกเริ่มของการเป็นตัวแทนนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นครั้งแรกโดยนักเคมีอินทรีย์ฟรีดริชออกุสต์เคคูเลฟอนสตราโดนิทซ์ในขณะที่รูปแบบสมัยใหม่มีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดและได้รับอิทธิพลจากโครงสร้างลิวอิส (จุด)ของโมเลกุลและเวเลนซ์อิเล็กตรอน ด้วยเหตุนี้พวกเขาบางครั้งเรียกว่าโครงสร้างKekulé [2]หรือโครงสร้างลูอิสKekulé สูตรโครงเหล็กได้กลายเป็นที่แพร่หลายในเคมีอินทรีย์ส่วนหนึ่งเป็นเพราะพวกเขาจะค่อนข้างรวดเร็วและง่ายในการวาดและยังเพราะลูกศรโค้งสัญกรณ์ที่ใช้สำหรับการอภิปรายของกลไกการเกิดปฏิกิริยาและ / หรือdelocalizationสามารถซ้อนทับได้อย่างง่ายดาย
วิธีการอื่น ๆ อีกหลายวิธีในการแสดงโครงสร้างทางเคมีมักใช้ในเคมีอินทรีย์ (แม้ว่าจะน้อยกว่าสูตรโครงร่าง) ตัวอย่างเช่นโครงสร้างตามรูปแบบมีลักษณะคล้ายกับสูตรโครงร่างและใช้เพื่อแสดงตำแหน่งโดยประมาณของอะตอมของโมเลกุลในปริภูมิสามมิติเป็นภาพวาดมุมมอง ประเภทอื่น ๆ ของการแสดงเช่นประมาณการนิวแมน , ประมาณการเวิร์ ธและประมาณการฟิชเชอร์ยังดูค่อนข้างคล้ายกับสูตรโครงกระดูก อย่างไรก็ตามมีความแตกต่างเล็กน้อยในอนุสัญญาที่ใช้และผู้อ่านจำเป็นต้องทราบเพื่อที่จะเข้าใจรายละเอียดโครงสร้างที่เข้ารหัสในการพรรณนาเหล่านี้ ในขณะที่โครงสร้างโครงร่างและโครงสร้างก็ใช้ในเคมีออร์แกโนเมทัลลิกและอนินทรีย์ด้วยเช่นกัน
โครงกระดูก
คำศัพท์
โครงสร้างโครงร่างของสารประกอบอินทรีย์คือชุดของอะตอมที่ยึดติดกันซึ่งเป็นโครงสร้างที่สำคัญของสารประกอบ โครงกระดูกประกอบด้วยโซ่กิ่งก้านและ / หรือวงแหวนของอะตอมที่ถูกผูกมัด อะตอมโครงเหล็กอื่น ๆ นอกเหนือจากไฮโดรเจนคาร์บอนหรือจะเรียกว่าheteroatoms [3]
โครงกระดูกมีไฮโดรเจนและ / หรือสารทดแทนต่าง ๆ ที่ยึดติดกับอะตอมของมัน ไฮโดรเจนเป็นอะตอมที่ไม่ใช่คาร์บอนที่พบมากที่สุดซึ่งถูกผูกมัดกับคาร์บอนและเพื่อความเรียบง่ายจะไม่ถูกดึงออกมาอย่างชัดเจน นอกจากนี้โดยทั่วไปแล้วอะตอมของคาร์บอนจะไม่ติดป้ายกำกับโดยตรง (เช่นมี "C") ในขณะที่ heteroatoms มักจะมีการระบุไว้อย่างชัดเจนเช่นนี้เสมอ (เช่นการใช้ "N" สำหรับไนโตรเจน "O" สำหรับออกซิเจนเป็นต้น)
เฮเทอโรอะตอมและกลุ่มอะตอมอื่น ๆ ที่ก่อให้เกิดปฏิกิริยาเคมีในอัตราที่ค่อนข้างสูงหรือนำเสนอลักษณะเฉพาะและน่าสนใจในสเปกตรัมของสารประกอบเรียกว่าหมู่ฟังก์ชันเนื่องจากทำให้โมเลกุลมีหน้าที่ เฮเทอโรอะตอมและหมู่ฟังก์ชันเป็นที่รู้จักกันโดยรวมว่า "สารทดแทน" เนื่องจากถือว่าเป็นสารทดแทนอะตอมของไฮโดรเจนที่จะมีอยู่ในไฮโดรคาร์บอนแม่ของสารประกอบอินทรีย์ที่เป็นปัญหา
โครงสร้างพื้นฐาน
เช่นเดียวกับในโครงสร้างของ Lewis พันธะโควาเลนต์จะถูกระบุด้วยส่วนของเส้นโดยมีส่วนของเส้นตรงสองเท่าหรือสามเท่าซึ่งบ่งบอกถึงพันธะคู่หรือสามตามลำดับ ในทำนองเดียวกันสูตรโครงร่างบ่งชี้ประจุทางการที่เกี่ยวข้องกับแต่ละอะตอม (แม้ว่าโดยปกติแล้วคู่เดี่ยวจะเป็นทางเลือกก็ตามดูด้านล่าง ) ในความเป็นจริงสูตรโครงร่างสามารถคิดได้ว่าเป็นโครงสร้างลิวอิสแบบย่อที่สังเกตการทำให้เข้าใจง่ายต่อไปนี้:
- อะตอมของคาร์บอนแสดงด้วยจุดยอด (จุดตัดหรือเทอร์มินี) ของส่วนของเส้นตรง เพื่อความชัดเจนกลุ่มเมธิลมักจะเขียนอย่างชัดเจนออกมาเป็น Me หรือ CH 3 , ในขณะที่ (hetero) cumuleneก๊อบปี้จะแสดงบ่อยครั้งโดยหนักจุดศูนย์
- อะตอมของไฮโดรเจนที่ติดอยู่กับคาร์บอนเป็นนัย จุดยอดที่ไม่มีป้ายกำกับเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นตัวแทนของคาร์บอนที่ติดอยู่กับจำนวนไฮโดรเจนที่ต้องใช้เพื่อให้เป็นไปตามกฎออกเตตในขณะที่จุดยอดที่ติดฉลากด้วยประจุที่เป็นทางการและ / หรืออิเล็กตรอนที่ไม่มีพันธะเป็นที่เข้าใจกันว่ามีจำนวนอะตอมของไฮโดรเจนที่จำเป็นในการให้ อะตอมของคาร์บอนคุณสมบัติที่ระบุเหล่านี้ อีกทางเลือกหนึ่งคือ acetylenic และ formyl hydrogens สามารถแสดงอย่างชัดเจนเพื่อความชัดเจน
- อะตอมของไฮโดรเจนที่ติดอยู่กับ heteroatom จะแสดงอย่างชัดเจน โดยทั่วไปแล้วอะตอมของเฮเทอโรอะตอมและไฮโดรเจนที่ติดอยู่จะแสดงเป็นกลุ่มเดียว (เช่น OH, NH 2 ) โดยไม่แสดงพันธะไฮโดรเจน - เฮเทอโรอะตอมอย่างชัดเจน ฮีเทอโรอะตอมที่มีสารทดแทนอัลคิลหรืออะริลอย่างง่ายเช่นเมทอกซี (OMe) หรือไดเมทิลลามิโน (NMe 2 ) บางครั้งแสดงในลักษณะเดียวกันโดยการเปรียบเทียบ
- ต้องระบุคู่เดี่ยวบนคาร์บอนคาร์ไบน์อย่างชัดเจนในขณะที่คู่เดี่ยวในกรณีอื่น ๆ เป็นทางเลือกและจะแสดงเพื่อเน้นเท่านั้น ในทางตรงกันข้ามประจุไฟฟ้าที่เป็นทางการและอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่ในองค์ประกอบกลุ่มหลักจะแสดงอย่างชัดเจนเสมอ
ในการแสดงภาพมาตรฐานของโมเลกุลจะมีการวาดรูปแบบบัญญัติ (โครงสร้างเสียงสะท้อน) ที่มีส่วนสนับสนุนมากที่สุด อย่างไรก็ตามสูตรโครงร่างเป็นที่เข้าใจกันว่าเป็นตัวแทนของ "โมเลกุลจริง" นั่นคือค่าเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของรูปแบบบัญญัติที่มีส่วนร่วมทั้งหมด ดังนั้นในกรณีที่รูปแบบบัญญัติสองรูปขึ้นไปมีน้ำหนักเท่ากัน (เช่นในเบนซีนหรือคาร์บอกซิเลตแอนไอออน) และหนึ่งในรูปแบบบัญญัติถูกเลือกโดยพลการสูตรโครงร่างจึงเป็นที่เข้าใจกันว่าแสดงถึงโครงสร้างที่แท้จริงซึ่งประกอบด้วยพันธะที่เท่ากันของ ลำดับเศษส่วนแม้ว่าพันธะแบบแยกส่วนจะแสดงเป็นพันธะเดี่ยวและพันธะคู่ที่ไม่มีค่าเทียบเท่า
การประชุมเชิงกราฟิกร่วมสมัย
เนื่องจากโครงสร้างโครงกระดูกถูกนำมาใช้ในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 การปรากฏตัวของพวกมันจึงได้รับการวิวัฒนาการอย่างมาก รูปแบบกราฟิกที่ใช้อยู่ในปัจจุบันจนถึงช่วงทศวรรษที่ 1980 ต้องขอบคุณการนำชุดซอฟต์แวร์ChemDraw มาใช้เป็นมาตรฐานอุตสาหกรรมโดยพฤตินัย (โดยAmerican Chemical Society , Royal Society of Chemistryและสิ่งพิมพ์Gesellschaft Deutscher Chemikerเป็นต้น) อนุสัญญาเหล่านี้เกือบจะเป็นสากลในวรรณคดีเคมีตั้งแต่ปลายทศวรรษ 1990 . รูปแบบทั่วไปเล็ก ๆ น้อย ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวกับการใช้สเตียรอยด์ยังคงมีอยู่อันเป็นผลมาจากการปฏิบัติของสหรัฐอเมริกาและสหราชอาณาจักรและยุโรปภาคพื้นทวีปที่แตกต่างกัน [4]ในฐานะที่เป็นรูปแบบย่อยอื่น ๆ ระหว่างผู้เขียนค่าใช้จ่ายที่เป็นทางการสามารถแสดงด้วยเครื่องหมายบวกหรือลบในวงกลมหรือไม่มีวงกลม ชุดของการประชุมที่ตามมาโดยผู้เขียนส่วนใหญ่จะได้รับด้านล่างพร้อมกับตัวอย่างประกอบ
(1) พันธะระหว่าง sp 2และ / หรือ sp 3คาร์บอนไฮบริดหรือเฮเทอโรอะตอมจะแสดงตามอัตภาพโดยใช้มุม 120 °เมื่อใดก็ตามที่เป็นไปได้โดยมีโซ่อะตอมที่ยาวที่สุดตามรูปแบบซิกแซกเว้นแต่จะถูกขัดจังหวะด้วยพันธะคู่cis เว้นแต่ว่าสารทดแทนทั้งสี่จะชัดเจนสิ่งนี้ก็เป็นจริงแม้ในขณะที่แสดงภาพทางเคมีโดยใช้พันธะลิ่มหรือเส้นประ ( ดูด้านล่าง ) [5]

(2) หากสารทดแทนทั้งสี่ของคาร์บอนเตตระฮีดอลแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนพันธะกับสารทดแทนในระนาบทั้งสองยังคงบรรจบกันที่ 120 ° อย่างไรก็ตามสารทดแทนอีกสองรายการมักจะแสดงด้วยพันธะแบบลิ่มและเส้นประ (เพื่อแสดงให้เห็นถึงสเตอรีโอเคมี) และลบมุมที่มีขนาดเล็กลง 60–90 °

(3) เรขาคณิตเชิงเส้นที่อะตอมไฮบริดสปีมักจะแสดงโดยส่วนของเส้นที่มาบรรจบกันที่ 180 °

(4) คาร์โบ - และเฮเทอโรไซเคิล (3 ถึง 8 เมมเบรน) มักแสดงเป็นรูปหลายเหลี่ยมปกติ ขนาดแหวนที่ใหญ่กว่ามักจะแสดงด้วยรูปหลายเหลี่ยมเว้า

(5) อะตอมในกลุ่มได้รับคำสั่งเพื่อให้พันธะเล็ดลอดออกมาจากอะตอมที่ยึดติดกับโครงกระดูกโดยตรง ตัวอย่างเช่นกลุ่มไนโตร (NO 2 ) แสดงเป็น - ไม่2หรือ O 2 N— ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของพันธะ ในทางตรงกันข้ามกลุ่มไอโซเมอร์ไนไตรต์จะแสดงเป็น ONO โดยพันธะปรากฏที่ด้านใดด้านหนึ่ง

อะตอมของคาร์บอนและไฮโดรเจนโดยปริยาย
ตัวอย่างเช่นในภาพด้านล่างจะแสดงสูตรโครงร่างของเฮกเซน อะตอมของคาร์บอนที่มีข้อความว่า C 1ดูเหมือนจะมีพันธะเพียงพันธะเดียวดังนั้นจึงต้องมีไฮโดรเจนสามตัวเชื่อมติดกันเพื่อที่จะทำให้จำนวนพันธะทั้งหมดเป็นสี่ อะตอมของคาร์บอนที่มีข้อความว่า C 3มีพันธะสองพันธะกับคาร์บอนอื่น ๆ ดังนั้นจึงมีพันธะกับไฮโดรเจนสองอะตอมเช่นกัน รุ่นลูกและติดของโครงสร้างโมเลกุลที่แท้จริงของเฮกเซนตามที่กำหนดโดยX-ray ผลึกจะปรากฏสำหรับการเปรียบเทียบซึ่งในอะตอมของคาร์บอนเป็นภาพที่ลูกบอลสีดำและอะตอมไฮโดรเจนเป็นคนขาว


หมายเหตุ: ไม่สำคัญว่าคุณจะเริ่มต้นหมายเลขจากปลายโซ่ใดตราบใดที่คุณมีความสอดคล้องกันเมื่อวาดไดอะแกรม สูตรย่อหรือชื่อ IUPAC จะยืนยันการวางแนว โมเลกุลบางตัวจะคุ้นเคยโดยไม่คำนึงถึงแนว
ความแตกต่างที่ชัดเจนและอะตอมของไฮโดรเจน
อะตอมทั้งหมดที่ไม่ใช่คาร์บอนหรือไฮโดรเจนมีสัญลักษณ์ทางเคมีเช่น Cl สำหรับคลอรีน O สำหรับออกซิเจน Na สำหรับโซเดียมและอื่น ๆ ในบริบทของเคมีอินทรีย์อะตอมเหล่านี้มักรู้จักกันในชื่อheteroatoms (ซึ่งคำนำหน้า hetero-มาจากคำภาษากรีกἕτερος [héteros] แปลว่า "อื่น ๆ ")
อะตอมของไฮโดรเจนใด ๆ ที่ผูกมัดกับต่างขั้วจะถูกดึงออกมาอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่นในเอทานอล C 2 H 5 OH อะตอมของไฮโดรเจนที่ยึดติดกับออกซิเจนจะแสดงด้วยสัญลักษณ์ H ในขณะที่อะตอมของไฮโดรเจนที่ยึดติดกับอะตอมของคาร์บอนจะไม่แสดงโดยตรง
เส้นที่แสดงพันธะเฮเทอโรอะตอม - ไฮโดรเจนมักถูกละเว้นเพื่อความชัดเจนและความกระชับดังนั้นหมู่ฟังก์ชันเช่นกลุ่มไฮดรอกซิลมักเขียนว่า −OH แทนที่จะเป็น −O − H พันธบัตรเหล่านี้จะถูกดึงออกมาบางครั้งเต็มในการสั่งซื้อเพื่อเน้นสถานะของพวกเขาเมื่อพวกเขามีส่วนร่วมในกลไกการเกิดปฏิกิริยา
แสดงด้านล่างสำหรับการเปรียบเทียบเป็นรุ่นลูกและติด (บนสุด) ของจริงโครงสร้างสามมิติของโมเลกุลเอทานอลในเฟสก๊าซตามที่กำหนดโดยไมโครเวฟสเปกโทรสโก , ของลูอิสโครงสร้าง (กลาง) และสูตรโครงกระดูกของมัน (ล่าง) .



สัญลักษณ์เทียม
นอกจากนี้ยังมีสัญลักษณ์ที่ดูเหมือนเป็นสัญลักษณ์ขององค์ประกอบทางเคมีแต่แสดงถึงสารทดแทนที่พบบ่อยบางอย่างหรือบ่งชี้สมาชิกที่ไม่ได้ระบุของกลุ่มองค์ประกอบ สิ่งเหล่านี้เรียกว่าสัญลักษณ์เทียมหรือองค์ประกอบอินทรีย์และได้รับการปฏิบัติเหมือน "องค์ประกอบ" ที่ไม่เทียบเท่าในสูตรโครงร่าง [6]รายการสัญลักษณ์เทียมที่ใช้กันทั่วไปแสดงไว้ด้านล่าง:
สัญลักษณ์ทั่วไป
- X สำหรับอะตอมฮาโลเจน ( หลอก ) ใด ๆ ( ในสัญกรณ์ MLXZที่เกี่ยวข้องX แทนลิแกนด์ของผู้บริจาคอิเล็กตรอนหนึ่งตัว)
- L หรือ L nสำหรับลิแกนด์หรือลิแกนด์ (ในสัญกรณ์ MLXZ ที่เกี่ยวข้อง L หมายถึงลิแกนด์ผู้บริจาคอิเล็กตรอนสองตัว)
- M หรือ Met สำหรับอะตอมของโลหะใด ๆ([M] ใช้เพื่อระบุโลหะที่หลอมเหลว ML nเมื่อไม่ทราบอัตลักษณ์ของลิแกนด์หรือไม่เกี่ยวข้อง)
- E หรือ El สำหรับElectrophileใด ๆ(ในบางบริบท E ยังใช้เพื่อระบุองค์ประกอบp-block )
- Nu สำหรับนิวคลีโอไฟล์ใด ๆ
- Z สำหรับการผันกลุ่มที่ถอนอิเล็กตรอน (ในสัญกรณ์ MLXZ ที่เกี่ยวข้อง Z หมายถึงแกนด์ของผู้บริจาคอิเล็กตรอนที่เป็นศูนย์ในการใช้งานที่ไม่เกี่ยวข้อง Z ยังเป็นคำย่อของกลุ่มคาร์บอกซีเบนซิลด้วย)
- D สำหรับอะตอมดิวทีเรียม ( 2 H)
- T สำหรับอะตอมไอโซโทป ( 3 H)
กลุ่มอัลคิล
- R สำหรับหมู่อัลคิลใด ๆหรือแม้แต่กลุ่มออร์กานิลใด ๆ(อัลค์สามารถใช้เพื่อระบุหมู่อัลคิลได้อย่างไม่น่าสงสัย)
- ฉันสำหรับกลุ่มเมธิล
- Et สำหรับกลุ่มเอทิล
- Pr, n -Pr หรือn Pr สำหรับกลุ่มโพรพิล( ปกติ ) ( Pr ยังเป็นสัญลักษณ์ขององค์ประกอบpraseodymiumอย่างไรก็ตามเนื่องจากกลุ่มโพรพิลเป็นโมโนวาเลนต์ในขณะที่พราซีโอไดเมียมมักจะมีความสามารถเล็กน้อยความคลุมเครือแทบจะไม่เกิดขึ้นหากเคยเกิดขึ้น ในทางปฏิบัติ )
- i-Pr หรือ i Pr ( ฉันมักเป็นตัวเอียง) สำหรับกลุ่มไอโซโพรพิล
- ทั้งหมดสำหรับกลุ่มพันธมิตร (ไม่ธรรมดา)
- Bu, n -Bu หรือ n Bu สำหรับกลุ่มบิวทิล( ปกติ )
- i-Bu หรือ i Bu ( ฉันมักเป็นตัวเอียง) สำหรับกลุ่มไอโซบิวทิล
- s -Bu หรือ s Bu สำหรับกลุ่มบิวทิลรอง
- t -Bu หรือ t Bu สำหรับกลุ่มบิวทิลระดับตติยภูมิ
- Pn สำหรับกลุ่มเพนทิล ( หรือ Am สำหรับกลุ่มอะมิลที่มีความหมายเหมือนกันแม้ว่า Am จะเป็นสัญลักษณ์ของอะมีเนียมด้วย )
- Np หรือ Neo สำหรับneopentylกลุ่ม ( คำเตือน: นักเคมีที่มีพันธะมักจะใช้สำหรับ Np เกี่ยวข้องneophylกลุ่ม PhMe 2 . C- Np ยังเป็นสัญลักษณ์สำหรับองค์ประกอบเนปทูเนียม . )
- Cy หรือ Chx สำหรับกลุ่มไซโคลเฮกซิล
- โฆษณาเพื่อ 1- adamantylกลุ่ม
- Tr หรือ Trt สำหรับกลุ่มtrityl
สารทดแทนที่มีกลิ่นหอมและไม่อิ่มตัว
- Ar สำหรับสารทดแทนอะโรมาติกใด ๆ(Ar เป็นสัญลักษณ์ของอาร์กอนองค์ประกอบด้วยอย่างไรก็ตามอาร์กอนจะเฉื่อยภายใต้สภาวะปกติทั้งหมดที่พบในเคมีอินทรีย์ดังนั้นการใช้ Ar เพื่อแสดงสารทดแทน aryl จึงไม่ทำให้เกิดความสับสน)
- Het สำหรับการใด ๆเฮแทนที่
- Bn หรือ Bzl สำหรับกลุ่มเบนซิล ( เพื่อไม่ให้สับสนกับ Bz สำหรับกลุ่มเบนโซอิลอย่างไรก็ตามวรรณกรรมเก่า ๆ อาจใช้ Bz สำหรับกลุ่มเบนซิล )
- Dipp สำหรับกลุ่ม 2,6-diisopropylphenyl
- Mes สำหรับกลุ่มmesityl
- Ph, Φ หรือ φสำหรับกลุ่มฟีนิล ( การใช้phiสำหรับฟีนิลลดลง )
- Tol สำหรับกลุ่มtolyl
- เป็นหรือ Tipp สำหรับกลุ่ม 2,4,6-triisopropylphenyl ( สัญลักษณ์เดิมมาจากคำพ้องความหมาย isityl )
- Cp สำหรับกลุ่มcyclopentadienyl ( Cp เป็นสัญลักษณ์ของ Cassiopeium ซึ่งเป็นชื่อเดิมของlutetium )
- Cp * สำหรับกลุ่มpentamethylcyclopentadienyl
- Vi สำหรับกลุ่มไวนิล (ผิดปกติ)
กลุ่มการทำงาน
- Ac สำหรับacetylกลุ่ม(Ac ยังเป็นสัญลักษณ์สำหรับองค์ประกอบแอกทิเนียมอย่างไรก็ตามแอกทิเนียมเกือบจะไม่เคยพบในอินทรีย์เคมีเพื่อให้การใช้งานของ Ac ที่จะเป็นตัวแทนของกลุ่ม acetyl ไม่เคยทำให้เกิดความสับสน.) ;
- Bz สำหรับกลุ่มbenzoyl ; OBz คือกลุ่มเบนโซเอต
- Pivสำหรับกลุ่มpivalyl ( t -butylcarbonyl); OPiv เป็นกลุ่ม pivalate
- บาทสำหรับกลุ่ม 1-benzotriazolyl
- สำหรับกลุ่ม 1-imidazolyl
- NPhth สำหรับกลุ่ม phthalimide-1-yl
กลุ่มซัลโฟนิล / ซัลโฟเนต
เอสเทอร์ซัลโฟเนตมักจะออกจากกลุ่มในปฏิกิริยาการทดแทนนิวคลีโอฟิลิก ดูบทความเกี่ยวกับกลุ่มซัลโฟนิลและซัลโฟเนตสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม
- Bs สำหรับกลุ่มbrosyl ( p -bromobenzenesulfonyl); OBs คือกลุ่ม brosylate
- นางสาวสำหรับกลุ่มmesyl (methanesulfonyl); OMs คือกลุ่มmesylate
- Ns สำหรับกลุ่มnosyl ( p -nitrobenzenesulfonyl) (Ns เป็นสัญลักษณ์ทางเคมีในอดีตของbohriumจากนั้นเรียกว่า niels bohrium ) ; ONs คือกลุ่ม nosylate
- Tf สำหรับกลุ่มtriflyl (trifluoromethanesulfonyl); OTf คือกลุ่มtriflate
- Nf สำหรับกลุ่มnonaflyl (nonafluorobutanesulfonyl), CF 3 (CF 2 ) 3 SO 2 ; ONf คือกลุ่มnonaflate
- Ts สำหรับtosyl ( p- toluenesulfonyl) กลุ่ม(Ts ยังเป็นสัญลักษณ์สำหรับองค์ประกอบtennessineอย่างไรก็ตาม tennessine ไม่เคยพบในอินทรีย์เคมีเพื่อให้การใช้งานของ Ts ที่จะเป็นตัวแทนของกลุ่ม tosyl ไม่เคยทำให้เกิดความสับสน.) ; OTs คือกลุ่มtosylate
การปกป้องกลุ่ม
กลุ่มปกป้องหรือกลุ่มป้องกันนำเข้าสู่โมเลกุลโดยการดัดแปลงทางเคมีของการทำงานกลุ่มที่จะได้รับ chemoselectivity ในปฏิกิริยาทางเคมีที่ตามมาอำนวยความสะดวกในหลายขั้นตอนการสังเคราะห์สารอินทรีย์
- Boc สำหรับT- butoxycarbonylกลุ่ม
- Cbz หรือ Z สำหรับกลุ่มคาร์บอกซีเบนซิล
- Fmoc สำหรับกลุ่มfluorenylmethoxycarbonyl
- จัดสรรสำหรับกลุ่ม allyloxycarbonyl
- Troc สำหรับกลุ่มไตรคลอโรเอทอกซีคาร์บอนิล
- TMS, TBDMS, TES, TBDPS, TIPS, ... สำหรับกลุ่มsilyl etherต่างๆ
- PMB สำหรับกลุ่ม 4-methoxybenzyl
- MOM สำหรับกลุ่มเมทอกซีเมทิล
- THP สำหรับกลุ่ม 2-tetrahydropyranyl
พันธบัตรหลาย ๆ
อะตอมสองอะตอมสามารถเชื่อมติดกันได้โดยใช้อิเล็กตรอนมากกว่าหนึ่งคู่ร่วมกัน พันธะร่วมกับคาร์บอนคือพันธะเดี่ยวคู่และสาม พันธะเดี่ยวเป็นสิ่งที่พบได้บ่อยที่สุดและแสดงด้วยเส้นทึบเดี่ยวระหว่างอะตอมสองอะตอมในสูตรโครงร่าง พันธะคู่แสดงด้วยเส้นขนานสองเส้นและพันธะสามแสดงด้วยเส้นขนานสามเส้น
ในทฤษฎีที่สูงขึ้นของพันธะไม่ใช่จำนวนเต็มค่าของการสั่งซื้อตราสารหนี้ที่มีอยู่ ในกรณีเหล่านี้การรวมกันของเส้นทึบและเส้นประจะบ่งบอกถึงส่วนจำนวนเต็มและส่วนที่ไม่ใช่จำนวนเต็มของลำดับพันธะตามลำดับ
Hex-3-ene มีพันธะคู่คาร์บอน - คาร์บอนภายใน Hex-1-eneมีพันธะคู่เทอร์มินัล Hex-3-yneมีพันธะสามคาร์บอน - คาร์บอนภายใน Hex-1-yne มีพันธะสามขั้วของคาร์บอน - คาร์บอน
หมายเหตุ: ในแกลเลอรีด้านบนพันธะคู่แสดงเป็นสีแดงและพันธะสามเป็นสีน้ำเงิน สิ่งนี้ถูกเพิ่มเข้ามาเพื่อความชัดเจน - โดยปกติพันธะหลายอันจะไม่มีสีในสูตรโครงร่าง
แหวนเบนซิน
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาเบนซีนมักจะแสดงเป็นรูปหกเหลี่ยมที่มีพันธะเดี่ยวและพันธะคู่สลับกันเหมือนกับโครงสร้างที่Kekuléเสนอในปี 1872 ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นพันธะเดี่ยวและคู่แบบสลับของ "1,3,5-cyclohexatriene" คือ เข้าใจว่าเป็นรูปวาดของเบนซีนรูปแบบหนึ่งที่เทียบเท่ากันสองรูปแบบซึ่งพันธะคาร์บอน - คาร์บอนทั้งหมดมีความยาวเท่ากันและมีลำดับพันธะ 1.5 สำหรับวงแหวน aryl โดยทั่วไปรูปแบบบัญญัติที่คล้ายคลึงกันทั้งสองรูปแบบมักจะเป็นตัวร่วมหลักของโครงสร้าง แต่ก็ไม่เทียบเท่ากันดังนั้นโครงสร้างหนึ่งอาจมีส่วนช่วยมากกว่าอีกเล็กน้อยเล็กน้อยและคำสั่งพันธบัตรอาจแตกต่างจาก 1.5 บ้าง
การแสดงทางเลือกที่เน้นการกำหนดดีโลแคลไลเซชันนี้ใช้วงกลมที่วาดภายในรูปหกเหลี่ยมปกติของพันธะเดี่ยว สไตล์นี้อิงตามที่เสนอโดยJohannes Thieleเคยพบได้บ่อยในตำราเคมีอินทรีย์เบื้องต้นและยังคงใช้บ่อยในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นทางการ อย่างไรก็ตามเนื่องจากการพรรณนานี้ไม่ได้ติดตามคู่ของอิเล็กตรอนและไม่สามารถแสดงการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนได้อย่างแม่นยำจึงถูกแทนที่ด้วยการพรรณนาของKekuléanในบริบททางการเรียนการสอนและทางการ [7]
Stereochemistry

Stereochemistryแสดงได้อย่างสะดวกในสูตรโครงร่าง: [8]
แบบจำลอง Ball-and-stickของ
( R ) -2-chloro-2-fluoropentaneสูตรโครงร่างของ
( R ) -2-chloro-2-fluoropentaneสูตรโครงร่างของ
( S ) -2-chloro-2-fluoropentaneสูตรโครงร่างของ แอมเฟตามีนบ่งบอกถึงส่วนผสมของสเตอริโอไอโซเมอร์สองตัว: ( R ) -และ ( S ) -
พันธะเคมีที่เกี่ยวข้องสามารถแสดงได้หลายวิธี:
- เส้นทึบแสดงถึงพันธะในระนาบของกระดาษหรือหน้าจอ
- เวดจ์ที่เป็นของแข็งแสดงถึงพันธะที่ชี้ออกจากระนาบของกระดาษหรือหน้าจอไปยังผู้สังเกต
- แฮชเวดจ์หรือเส้นประ (หนาหรือบาง) แสดงถึงพันธะที่ชี้ไปที่ระนาบของกระดาษหรือหน้าจอโดยอยู่ห่างจากผู้สังเกต [9]
- เส้นหยักเป็นตัวแทนของสเตอริโอเคมีที่ไม่รู้จักหรือส่วนผสมของสเตอริโอไอโซเมอร์สองตัวที่เป็นไปได้ ณ จุดนั้น
- การพรรณนาถึงความล้าสมัย[10]ของไฮโดรเจนสเตอรีโอเคมีที่เคยพบได้ทั่วไปในเคมีสเตียรอยด์คือการใช้วงกลมที่เติมซึ่งมีศูนย์กลางอยู่ที่จุดยอด (บางครั้งเรียกว่า H-dot / H-dash / H-circle ตามลำดับ) สำหรับไฮโดรเจนที่ชี้ขึ้น อะตอมและเครื่องหมายแฮชสองอันถัดจากจุดยอดหรือวงกลมกลวงสำหรับอะตอมไฮโดรเจนชี้ลง วงกลมที่เต็มไปด้วยขนาดเล็กแสดงถึงไฮโดรเจนที่ชี้ขึ้นในขณะที่เครื่องหมายแฮชสองอันแสดงถึงจุดชี้ลง
การใช้สัญกรณ์นี้ในช่วงต้นสามารถย้อนกลับไปได้ถึงRichard Kuhnซึ่งในปีพ. ศ. 2475 ได้ใช้เส้นหนาทึบและเส้นประในสิ่งพิมพ์ ทันสมัยเวดจ์ที่มั่นคงและแฮชถูกนำมาใช้ในปี 1940 โดยลิโอ Nattaเพื่อเป็นตัวแทนของโครงสร้างของสูงโพลิเมอร์และกว้างขวางที่นิยมในปี 1959 ตำราเคมีอินทรีย์โดยโดนัลด์เจอัดและจอร์จเอสแฮมมอนด์ [11]
สูตรโครงร่างสามารถแสดงถึงซิสและไอโซเมอร์ทรานส์ของอัลคีน พันธะเดี่ยวแบบหยักเป็นวิธีมาตรฐานในการแสดงสเตอรีโอเคมีที่ไม่รู้จักหรือไม่ระบุรายละเอียดหรือส่วนผสมของไอโซเมอร์ (เช่นเดียวกับสเตอริโอเซนเทอร์เตตระฮีดอล) มีการใช้พันธะคู่แบบไขว้ในบางครั้ง ไม่ถือว่าเป็นรูปแบบที่ยอมรับได้สำหรับการใช้งานทั่วไปอีกต่อไป แต่ซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์อาจจำเป็นต้องใช้ [8]

พันธะไฮโดรเจน

โดยทั่วไปพันธะไฮโดรเจนจะแสดงด้วยเส้นประหรือเส้นประ ในบริบทอื่น ๆ เส้นประนอกจากนี้ยังอาจจะเป็นรูปแบบบางส่วนหรือพันธบัตรเสียในการเปลี่ยนสถานะ
อ้างอิง
- ^ ช่างไฟเอชสตีเฟ่น (2012) เคมีทั่วไปอินทรีย์และเคมีชีวภาพ (6th ed.) กรง ISBN 978-1133103943.[ ต้องการหน้า ]
- ^ คำนี้มีความคลุมเครือเนื่องจาก "โครงสร้างKekulé" ยังหมายถึงข้อเสนอที่มีชื่อเสียงของKekuléเกี่ยวกับพันธะคู่แบบหกเหลี่ยมสลับคู่สำหรับโครงสร้างของเบนซิน
- ^ คำแนะนำของ IUPAC ปี 1999 ส่วนที่แก้ไข F: การเปลี่ยนอะตอมของโครงกระดูก
- ^ Brecher, Jonathan (2008). "มาตรฐานการแสดงกราฟิกสำหรับแผนภาพโครงสร้างทางเคมี (IUPAC Recommendations 2008)" . เคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ 80 (2): 277–410 ดอย : 10.1351 / pac200880020277 . ISSN 1365-3075
- ^ เพื่อป้องกันไม่ให้ 'หงิกงอ' โผล่ออกมาและทำให้โครงสร้างใช้พื้นที่แนวตั้งบนหน้ามากเกินไป IUPAC (Brecher, 2008, p. 352) จึงมีข้อยกเว้นสำหรับ cis -olefins แบบโซ่ยาว(เช่นกรดโอเลอิก ) ช่วยให้พันธะคู่ cisภายในแสดงภาพด้วยมุม 150 °เพื่อให้ซิกแซกที่ด้านใดด้านหนึ่งของพันธะคู่สามารถแพร่กระจายในแนวนอนได้
- ^ เคลย์เดน, โจนาธาน ; กรีกนิค; วอร์เรน, สจวร์ต ; Wothers, ปีเตอร์ (2544). เคมีอินทรีย์ (ฉบับที่ 1). สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด หน้า 27. ISBN 978-0-19-850346-0.
- ^ ตัวอย่างเช่นรางวัล 1,959 ตำราโดยมอร์ริสันและบอยด์ (รุ่นที่ 6, 1992) ใช้สัญกรณ์ธีเป็นภาพมาตรฐานของแหวน aryl ในขณะที่ตำราเรียนปี 2001 โดย Clayden, Greeves วอร์เรนและ Wothers (ฉบับที่ 2, 2012) ใช้สัญกรณ์Kekuléตลอดและเตือนนักเรียนให้หลีกเลี่ยงการใช้สัญกรณ์ Thiele เมื่อเขียนกลไก (น. 144, 2nd ed.)
- ^ ก ข Brecher, Jonathan (2006). "แสดงกราฟิกของการกำหนดค่า stereochemical (แนะนำ IUPAC 2006)" (PDF) เพียวแอพพลิเคชั่น เคมี. 78 (10): พ.ศ. 2440–2513 ดอย : 10.1351 / pac200678101897 .
- ^ นักเคมีชาวอเมริกันและยุโรปใช้รูปแบบที่แตกต่างกันเล็กน้อยสำหรับพันธะแฮช ในขณะที่นักเคมีชาวอเมริกันส่วนใหญ่วาดพันธะแฮชโดยมีเครื่องหมายแฮชสั้น ๆ ใกล้กับสเตอรีโอเซนเตอร์และเครื่องหมายแฮชยาวที่อยู่ห่างออกไป (เปรียบเทียบกับพันธะแบบลิ่ม) นักเคมีในยุโรปส่วนใหญ่เริ่มต้นด้วยเครื่องหมายแฮชยาวใกล้กับสเตอรีโอเซนเตอร์ที่ค่อยๆสั้นลงเรื่อย ๆ เพื่อมุมมองการวาดภาพ) ในอดีต IUPACได้แนะนำให้ใช้พันธะแฮชที่มีเครื่องหมายแฮชที่มีความยาวเท่ากันตลอดเป็นการประนีประนอม แต่ปัจจุบันนิยมใช้พันธะแฮชแบบอเมริกัน (Brecher, 2006, p.1905) นักเคมีบางคนใช้พันธบัตรหนาและพันธบัตรประ (หรือพันธบัตรแฮชกับ hashes ยาวเท่ากัน) เพื่อให้เห็นภาพสเตอริโอญาติและพันธบัตรครีมบัวหิมะและพันธบัตรแฮชกับแฮชที่ไม่เท่ากันเพื่อให้เห็นภาพที่แน่นอน สเตอริโอ ; คนอื่น ๆ ส่วนใหญ่ไม่ได้สร้างความแตกต่างนี้
- ^ ขณะนี้ IUPAC เลิกใช้สัญกรณ์นี้อย่างมาก
- ^ เจนเซ่น, วิลเลียมบี. (2013). "ต้นกำเนิดทางประวัติศาสตร์ของเส้นสเตอรีโอเคมีและสัญลักษณ์ลิ่ม" วารสารเคมีศึกษา . 90 (5): 676–677 ดอย : 10.1021 / ed200177u .
ลิงก์ภายนอก
- การวาดโมเลกุลอินทรีย์จากchemguide.co.uk