Nomen­clatura de substâncias orgânicas

Existem inúmeras substâncias orgânicas. Várias têm nomes que derivam de suas propriedades ou de sua ocorrência na natureza, e nem sempre eles dão uma boa ideia da estrutura dessa substância.

Assim como vimos no Capítulo 17 a nomenclatura sistemática de algumas substâncias inorgânicas, também existe um sistema de nomenclatura montado pela IUPAC (União Internacional de Química Pura e Aplicada) para compostos orgânicos.

Todo composto orgânico tem um nome sistemático, montado seguindo a lógica desse sistema. O nome sistemático de um composto orgânico permite que a estrutura dele seja precisamente conhecida. Um nome sistemático não é ambíguo, ele sempre deve se referir a uma única substância.

Além disso, vários compostos amplamente conhecidos têm nomes triviais (que não seguem a nomenclatura IUPAC) e nomes semissistemáticos (que seguem mais ou menos). Alguns desses nomes são até mesmo mais usados e até reconhecidos oficialmente pela própria IUPAC.

Agora, sejamos francos. O documento mais recente com as regras de nomenclatura da IUPAC (que data de 2013) tem mais de 1100 páginas. É impossível sintetizar todas as regras aqui. Vamos ver os fundamentos para cada classe tratada no capítulo anterior, e mais alguns detalhes. Outros aspectos ainda aparecerão em outro capítulo mais à frente, mas mesmo assim o que estamos vendo aqui é um pedaço só dessas regras. Um químico precisa saber todas elas de cabeça? Claro que não, mas é importante saber o que está tratado aqui, que se aplica a moléculas relativamente simples e pequenas. Se a molécula for muito complexa, existem até mesmo softwares apropriados que geram o nome sistemático de acordo com as regras da IUPAC.

Todo nome sistemático tem como base um nome que se refere a uma cadeia principal não ramificada. Esse nome é formado por três partes:

• um prefixo, que indica o número de carbonos dessa cadeia principal
• um infixo, que indica se há ou não insaturações nessa cadeia principal
• um sufixo, que indica o grupo funcional mais importante presente nessa cadeia principal

A Tabela 33.1 lista alguns prefixos, infixos e sufixos que vamos abordar neste livro.

Se a cadeia principal for cíclica, o nome base ainda recebe o termo ciclo antes do prefixo do número de carbonos.

Os nomes dos hidrocarbonetos sempre terminam com o sufixo o. Juntando isso com as possibilidades de ligações entre carbonos, podemos deduzir que:

• alcanos (só C−C) têm nomes terminados em ano
• alcenos (uma C=C) têm nomes terminados em eno e dienos (duas C=C) têm nomes terminados em dieno
• alcinos (uma C≡C) têm nomes terminados em ino

Hidrocarbonetos não ramificados

Para os hidrocarbonetos não ramificados saturados (alcanos e cicloalcanos), o nome não tem muito segredo: vai ser basicamente prefixo + infixo + sufixo.

Os primeiros quatro alcanos são: metano, etano, propano e butano. De cinco carbonos para mais, usam-se prefixos numéricos já conhecidos: pentano, hexano, heptano, octano, nonano, decano, etc. Os cicloalcanos vão ter ciclo no nome: ciclopropano, ciclobutano, ciclopentano, ciclohexano, e assim por diante.h-ciclohexano

falta coisa aqui: tabela ou figura com os dez primeiros alcanos e os seis primeiros cicloalcanos

Já para os hidrocarbonetos não ramificados insaturados (alcenos, alcinos, dienos e outros), começam a surgir algumas novidades.

O menor alceno, com dois carbonos, é o eteno; depois vem o propeno, e depois o buteno. Mas como já vimos no capítulo sobre hidrocarbonetos, é possível haver dois butenos, um com a ligação C=C na ponta da cadeia e outro com a ligação C=C no meio.

Qual é a saída para diferenciar essas moléculas? Números (chamados formalmente de localizadores ou locantes). Os carbonos da cadeia são numerados de uma ponta a outra, e a ligação terá um número.

falta coisa aqui: exemplo visual but-1-eno

Na verdade, a ligação teria dois números, mas como eles sempre seriam consecutivos, considera-se que a ligação tem o menor deles. Ou seja, na molécula acima, de acordo com a contagem, a ligação dupla está na posição 1.

Mas e se contarmos de trás pra frente? Ela não ficaria na posição 3?

Então, mas é a mesma molécula, então o nome não pode mudar. Por isso, nessas ocasiões onde é necessária a numeração da cadeia carbônica, escolhe-se um sentido de numeração, que é aquele que deixa a insaturação com o menor número possível.

Dessa forma, desenhando a molécula anterior de qualquer jeito, sabemos que a ligação C=C sempre estará na posição 1.

E, assim, como já sabemos que ela é um buteno, devemos colocar esse número no nome. Como o número se refere à ligação dupla, ele vem imediatamente antes de “en”, que é o pedaço do nome que se refere a essa ligação. Então essa molécula é chamada de but-1-eno. (Num nome sistemático, números são separados de letras por hifens.)

O outro buteno tem a ligação C=C na posição 2 (independentemente de como a cadeia é numerada), portanto recebe o nome but-2-eno.

Optou-se por escolher sempre o sentido que deixa a insaturação com menor número porque isso torna o nome independente da orientação do desenho da molécula. Por exemplo, se pegarmos a fórmula do but-1-eno acima e virarmos ela de ponta-cabeça, até poderíamos chamá-lo de “but-3-eno”; mas ainda é a mesma molécula, então o nome se mantém o mesmo: but-1-eno. Portanto, não existe but-3-eno.

O número no meio do nome soa estranho, é claro. Isso é um dos efeitos colaterais de um sistema de nomenclatura extremamente lógico. Mas na linguagem rotineira de um profissional da química, é bem comum se referir usando versões anteriores da nomenclatura, que põem o número no começo do nome: o but-1-eno seria chamado oralmente de “1-buteno”, por exemplo, que é um nome bem mais legível.

Para alcinos, a lógica é parecida. Só que em vez de o nome terminar em -ano ou -eno, termina em -ino, com a ligação C≡C recebendo um número quando for necessário:

falta coisa aqui: fórmulas etino, propino, but-1-ino, pent-2-ino (ao contrário)

No caso dos dienos, a terminação é -dieno (o -dien- indica duas ligações duplas) e, se for necessário, as duas ligações duplas recebem números. O dieno mais simples é o propadieno. Com quatro carbonos, há dois possíveis dienos:

falta coisa aqui: fórmulas do buta-1,2-dieno e do buta-1,3-dieno

Perceba que os nomes dos dienos têm um “a” depois do prefixo, para evitar uma “colisão” de consoantes (e não ficar algo como “propdieno” ou “butdieno”). Além disso, os números das ligações são separados por vírgulas sem espaço.trienos

Para os cicloalcenos não ramificados, a ligação dupla não precisa receber numeração, já que por ser a única não faz diferença onde ela está. No caso de ciclos com mais de uma insaturação, uma delas é escolhida como a que está na posição 1, e o ciclo é percorrido no sentido (horário ou anti-horário) que chega na outra insaturação mais rápido.

falta coisa aqui: exemplos ciclos insaturados

Os hidrocarbonetos aromáticos não ramificados não têm nomes sistemáticos. Existem nomes aceitos e recomendados pela IUPAC, mas eles não seguem o padrão de prefixos que nós vimos; o máximo que eles seguem é a terminação -eno.

falta coisa aqui: benzeno, naftaleno e antraceno

Hidrocarbonetos ramificados

Em hidrocarbonetos com ramificações, devemos estabelecer uma cadeia principal para obter o nome sistemático. A cadeia principal é um trecho da cadeia carbônica inteira da molécula, em que estão ligadas as ramificações.

A cadeia principal de um hidrocarboneto é o trecho mais longo possível da molécula que contém as insaturações. Caso haja algum “empate” de cadeias de mesmo tamanho com as insaturações, escolhe-se como cadeia principal aquela que tiver mais ramificações.

Por exemplo, considere o seguinte hidrocarboneto:

É possível escolher três possibilidades de “cadeia principal”. A correta é a que for mais longa, no caso, a da molécula do meio.

Escolhida a cadeia principal, ela recebe um nome: nesse caso, a cadeia principal é um hexano. Depois disso, é necessário dizer quais são as ramificações dessa cadeia principal e em que posição elas estão.

O nome de uma ramificação é parecido com o nome de um hidrocarboneto, mas termina em il. Chamamos essas ramificações de grupos substituintes. A Tabela mostra as ramificações mais comuns na Química orgânica básica.

falta coisa aqui: Tabela: Ramificações

Logo, perceba que na molécula acima há um grupo metil ligado à cadeia principal. Para informar onde está esse grupo, a cadeia principal é numerada no sentido que deixa o metil ligado ao carbono com o menor número possível.

Para montar o nome completo dessa molécula, colocamos as posições e os nomes das ramificações antes do nome base da cadeia principal: 3-metilhexano (ou 3-metil-hexano ou 3-metilexano).maiúsculas

Outro exemplo: qual é o nome sistemático da molécula abaixo?

falta coisa aqui: 2-metilpentano com o metil na posição “4”

Bem, a cadeia principal tem cinco carbonos (perceba que se ela “desviar” para cima ou para a direita, o resultado é o mesmo) e é saturada, portanto é um pentano. Nessa cadeia, está ligado um grupo metil, no carbono 2 (não é o carbono 4 porque prevalece o menor número). Portanto, o nome completo é 2-metilpentano.

A seguir estão mais alguns exemplos, com alguns detalhes adicionais. Lembre-se sempre que a cadeia principal tem que, nessa ordem: incluir as insaturações, ser a maior possível e ter o maior número de ramificações.

falta coisa aqui: copiar exemplos dos slides linkados acima

Quando a cadeia carbônica do hidrocarboneto é mista, ou seja, tem parte cíclica e parte aberta, a cadeia principal costuma ser a maior das duas (em caso de empate, ganha a parte cíclica).

falta coisa aqui: CONTINUAR, incluir aromáticos e orto-meta-para

Quando começam a haver outros elementos químicos além de C e H em moléculas orgânicas, surge a necessidade de estabelecer uma espécie de prioridade dos grupos funcionais. Falaremos dela mais adiante, mas vamos começar com os grupos funcionais menos priorizados na nomenclatura: haletos e nitrocompostos.

Essas duas classes (junto com os éteres) são tratadas como ramificações comuns na cadeia carbônica, então modificam o nome da substância apenas no começo, antes do nome base:

• −F, −Cl, −Br, −I são, respectivamente, fluoro, cloro, bromo e iodo;
• −NO₂ é nitro.

Por exemplo:

falta coisa aqui: clorometano

falta coisa aqui: iodobenzeno

falta coisa aqui: 1,1,2,2-tetrafluoroeteno

falta coisa aqui: 4-cloro-3-bromooctano

falta coisa aqui: nitrobenzeno

falta coisa aqui: 1-metil-2,4,6-trinitrobenzeno (ou 2,4,6-trinitrotolueno)

Haletos também tem uma nomenclatura de classe funcional. Esse esquema de nomenclatura costuma envolver o nome da função química, por exemplo: cloreto de vinila, éter dietílico, álcool etílico.

Para os haletos, a nomenclatura de classe funcional só é aplicada quando há apenas um átomo de halogênio na molécula. O nome da substância é formado por “fluoreto/cloreto/brometo/iodeto de” e é seguido pelo nome do grupo substituinte ligado ao halogênio, com final -ila em vez de -il. Por exemplo:

falta coisa aqui: brometo de metila

falta coisa aqui: cloreto de vinila

falta coisa aqui: iodeto de fenila

O grupo funcional dos éteres é um oxigênio entre dois grupos substituintes. Para fins de nomenclatura, o grupo “maior” é considerado um hidrocarboneto; já o grupo “menor”, junto com o O, é considerado uma ramificação do tipo R−O−, chamada genericamente de alcoxi (lê-se /alcóxi/). Por exemplo: H₃C−O− é o grupo metoxi (lê-se /metóxi/), e H₃C−CH₂−O− é o grupo etoxi (lê-se /etóxi/).

Assim, o nome é dado tratando o grupo alcoxi como uma ramificação comum, recebendo numeração se for necessário.

falta coisa aqui: metoximetano

falta coisa aqui: etoxietano

falta coisa aqui: 1-metoxipropano

falta coisa aqui: 2-metoxipropano

Já a nomenclatura de classe funcional consiste na palavra éter seguida pelos nomes dos dois grupos ligados ao oxigênio, com final -ílico em vez de -il. Se os dois grupos são iguais, se usa o prefixo di:

falta coisa aqui: éter etílico-metílico ou éter etílico e metílico

falta coisa aqui: éter dietílico

Nomes de álcoois terminam em ol. O nome é construído com a mesma lógica do nome de um hidrocarboneto, mas a cadeia principal deve incluir os carbonos ligados aos grupos −OH. Se for necessário, deve-se atribuir um número a cada carbono do grupo funcional.

falta coisa aqui: metanol

falta coisa aqui: etanol

falta coisa aqui: propan-1-ol

falta coisa aqui: propan-2-ol

Em caso de mais de um −OH, o sufixo ol recebe um “multiplicador”: diol, triol, etc.

falta coisa aqui: etano-1,2-diol

falta coisa aqui: propano-1,2-diol

falta coisa aqui: propano-1,2,3-triol

Caso haja insaturações e/ou ramificações, a cadeia principal é numerada de forma que o grupo funcional tenha o menor número, e então as insaturações, e só então as ramificações.

falta coisa aqui: but-3-en-1-ol

falta coisa aqui: 5-metilhexan-2-ol

Quando há apenas um grupo −OH, é possível usar a nomenclatura de classe funcional: álcool seguido do nome do grupo substituinte terminado em -ílico:

falta coisa aqui: álcool metílico

falta coisa aqui: álcool etílico

falta coisa aqui: álcool isopropílico

Não existe nomenclatura “sistemática” (no sentido de prefixo + infixo + sufixo) para fenóis porque é difícil fazer isso com anéis benzênicos. Assim, o fenol mais simples (um −OH ligado a um anel benzênico) tem o nome de… fenol, que atualmente é um nome “retido” e recomendado pela IUPAC. Outro nome possível para ele seria benzenol.

Caso haja um substituinte ligado ao anel benzênico do fenol, se usa os números 2, 3, ou 4. (A IUPAC não recomenda mais, mas ainda se usa os termos orto, meta e para, ou o-, m- e p-.)

falta coisa aqui: fenol

falta coisa aqui: 2-metilfenol

falta coisa aqui: 3-clorofenol

falta coisa aqui: 4-bromofenol

falta coisa aqui: 2,4,6-trinitrofenol (ou ácido pícrico)

Os três possíveis “metilfenol” são comumente chamados de cresóis:

falta coisa aqui: 2-metilfenol (orto-cresol, o-cresol)

falta coisa aqui: 3-metilfenol (meta-cresol, m-cresol)

falta coisa aqui: 4-metilfenol (para-cresol, p-cresol)

Caso haja mais de um grupo −OH ligado ao anel benzênico, o nome reflete isso no sufixo, usando multiplicadores:

falta coisa aqui: benzeno-1,2-diol

falta coisa aqui: benzeno-1,3,5-triol

falta coisa aqui: benzenohexol

Os fenóis derivados do naftaleno são chamados de naftóis, e existem duas possibilidades:naftalenol

falta coisa aqui: 1-naftol (anteriormente α-naftol)

falta coisa aqui: 2-naftol (anteriormente β-naftol)

Os ácidos carboxílicos também são nomeados sob a mesma lógica que hidrocarbonetos, mas o nome costuma terminar em oico (lê-se /óico/) e recebe a palavra ácido antes.

falta coisa aqui: ácido metanoico

falta coisa aqui: ácido etanoico

falta coisa aqui: ácido propanoico

falta coisa aqui: ácido butanoico

Perceba que, nos exemplos acima, o C do grupo −COOH está incluso na cadeia principal e, portanto, no prefixo do nome.

Em casos onde o C da carboxila não está incluso na cadeia principal (por exemplo, quando o grupo −COOH está ligado a um ciclo), o nome é um pouco diferente, e termina em carboxílico:carboxílico

falta coisa aqui: ácido ciclohexanocarboxílico

falta coisa aqui: ácido benzenocarboxílico

Vários ácidos carboxílicos têm nomes triviais que são tão ou mais utilizados quanto os nomes sistemáticos. Esses nomes são utilizados como base na construção de nomes triviais de aldeídos, de ésteres e de amidas. Alguns deles são:

falta coisa aqui: ácido fórmico (do latim formica, formiga)

falta coisa aqui: ácido acético (do latim acetum, vinagre)

falta coisa aqui: ácido propiônico (do grego protos, primeiro, e pion, gordura)propiônico

falta coisa aqui: ácido butírico (do grego antigo bouturon, manteiga)

falta coisa aqui: ácido benzoico (do inglês benzoin, que se refere a uma resina chamada benjoim)

Os nomes “ácido fórmico”, “ácido acético” e “ácido benzoico” são até mesmo nomes considerados preferidos pela IUPAC: desde 2013, existem alguns nomes considerados “preferidos” em aspectos técnicos ou legais, e nem sempre são os nomes sistemáticos.

Aldeídos têm o nome sistemático terminado em al. Em aldeídos, a carbonila sempre está na ponta da cadeia principal, ligada a um H, então escrever a posição 1 no nome não é necessário.

falta coisa aqui: metanal

falta coisa aqui: etanal

falta coisa aqui: prop-2-enal

Nomes triviais para aldeídos vêm dos nomes dos ácidos carboxílicos correspondentes:

falta coisa aqui: formaldeído (nome derivado de “ácido fórmico”)

falta coisa aqui: acetaldeído (nome derivado de “ácido acético”)

falta coisa aqui: benzaldeído (nome derivado de “ácido benzoico”)

(O nome sistemático do benzaldeído seria benzenocarbaldeído, mas é raramente usado. “Carbaldeído” é o sufixo usado quando o C do grupo −CHO não está dentro na cadeia principal.)

Caso haja grupos −CHO nas duas pontas da cadeia principal, se usa o sufixo dial:

falta coisa aqui: pentanodial

Cetonas têm nomes sistemáticos terminados em ona. Como, nas cetonas, a carbonila pode aparecer em diferentes posições dentro da cadeia principal, é necessário colocar o número no nome caso haja risco de ambiguidade

falta coisa aqui: propan-2-ona ou propanonapropanona

falta coisa aqui: butan-2-ona ou butanona

falta coisa aqui: hexan-3-ona

Existem várias cetonas com nomes triviais bastante usados:

falta coisa aqui: acetona

falta coisa aqui: acetofenona (nome sistemático: 1-feniletan-1-ona)

falta coisa aqui: benzofenona (nome sistemático: difenilmetanona)met-et-ona

Cetonas podem ser nomeadas pela nomenclatura de classe funcional, basta escrever cetona seguido dos nomes dos dois grupos ligados à carbonila:

falta coisa aqui: cetona dimetílica (propanona; anteriormente: dimetilcetona)

falta coisa aqui: cetona etílica e metílica (butanona; anteriormente: etilmetilcetona)

falta coisa aqui: cetona fenílica e metílica (acetofenona; anteriormente: fenilmetilcetona)

Ésteres têm duas partes: uma parte que vem de um ácido carboxílico (o lado da cadeia que está ligado ao C do C=O) e uma parte que vem de um álcool ou um fenol (o lado ligado ao O que está ligado ao C=O). Por isso, o nome sistemático de um éster parte dos nomes desse ácido e desse álcool/fenol.

O nome do ácido é transformado num nome de ânion (apesar de ésteres não serem iônicos), trocando o final oico por oato, e o nome do álcool é transformado num nome de grupo substituinte com final ila. Assim, o nome de um éster tem o formato …oato de …ila:éster-classe-funcional

falta coisa aqui: etanoato de etila

falta coisa aqui: metanoato de propila

falta coisa aqui: propanoato de metila

Também é possível montar o nome do éster usando nomes triviais dos ácidos (alguns até mesmo preferidos pela IUPAC):

falta coisa aqui: acetato de etila

falta coisa aqui: formato de propila (ou formiato de propila)

falta coisa aqui: propionato de metila

Existem vários jeitos de nomear aminas. Um deles consiste em listar todos os grupos que estão ligados ao nitrogênio, em ordem alfabética:

falta coisa aqui: metilamina

falta coisa aqui: etilmetilamina

falta coisa aqui: etilmetilpropilamina

falta coisa aqui: trimetilamina

Outro jeito parte do nome de um hidrocarboneto, trocando o sufixo o por amina:

falta coisa aqui: metanamina

falta coisa aqui: propan-2-amina

Para usar este método para aminas secundárias e terciárias, escolhe-se o maior grupo ligado ao nitrogênio para ser a cadeia principal, e os outros grupos são tratados como ramificações. Mas dessa vez, há uma novidade: como essas ramificações estão ligadas ao átomo de nitrogênio, elas não recebem números, mas são identificadas com um N em itálico:

falta coisa aqui: N-metilmetanamina

falta coisa aqui: N,N-dimetiletanamina

falta coisa aqui: N-etil-N-metilpentan-2-amina

(Para aminas pequenas, os nomes que apenas listam os grupos com final il são mais comuns. Para aminas maiores, softwares costumam gerar preferencialmente os nomes com os localizadores N.)

Os nomes das amidas são similares ao do ácido carboxílico correspondente, só que com o final amida.

falta coisa aqui: metanamida

falta coisa aqui: etanamida

falta coisa aqui: butanamida

Também é possível partir dos nomes triviais dos ácidos carboxílicos correspondentes:

falta coisa aqui: formamida

falta coisa aqui: acetamida

Caso haja grupos substituintes ligados ao átomo de nitrogênio, se usa o localizador N:

falta coisa aqui: N-metilmetanamida

falta coisa aqui: N,N-dimetiletanamida

falta coisa aqui: N-etil-N-metilpentanamida

É muito comum que uma mesma substância tenha vários grupos funcionais diferentes e, por isso, pertença a várias classes funcionais. Nesses casos, para elaborar o nome sistemático, deve haver uma classe funcional que será a principal, e todas as outras serão tratadas como secundárias.

A classe principal interfere no sufixo do nome, e as classes secundárias vão antes do nome base, como acontece com ramificações.

Para fins de nomenclatura, atualmente a IUPAC chama de “prefixos” esses trechos de nome que vão antes do número de carbonos (met, et, prop…) da cadeia principal. Com isso em mente, veja a Tabela , que mostra a ordem de prioridade das classes funcionais quanto à nomenclatura.

*Nessas classes, a tabela mostra o sufixo quando o C faz parte da cadeia principal. Por exemplo, CH₃−COOH tem o nome ácido etanoico, porque “et” conta junto o carbono do −COOH. Caso o C do grupo não esteja na contagem, o sufixo muda, mas esses sufixos não foram incluídos na tabela. (Mas um exemplo já foi dado no capítulo: ácido benzenocarboxílico, C₆H₅−COOH.)

Como dito anteriormente, nitrocompostos, haletos e éteres são grupos que só usam “prefixos” então sempre têm prioridade menor que as classes da Tabela .

Vejamos um exemplo:

falta coisa aqui: 2-aminoetan-1-ol

falta coisa aqui: 7-bromo-6-hidroxiheptano-2,4-diona

falta coisa aqui: ELABORAR