I.5.1 Nomenclatura IUPAC tradicional
Uma maneira possível de obter um nome IUPAC para estas moléculas é considerá-las como derivados de aminas e proceder de acordo com as regras IUPAC para a nomenclatura de derivados de amina.
A aplicação destas regras de nomenclatura é relativamente simples no caso dos compostos com cadeias pequenas, mas bastante confusa quando as cadeias se começam a prolongar, uma vez que começamos a ter derivados de derivados de derivados de derivados de aminas.
I.5.2 Nomenclatura IUPAC para fanos
A nomenclatura IUPAC para fanos foi constituída para facilitar a nomenclatura IUPAC de estruturas orgânicas complexas.[26] No caso dos compostos aqui estudados, permite a obtenção de um nome IUPAC de uma forma em geral mais clara que a nomenclatura IUPAC tradicional.
Um “fano” não é um tipo de compostos em particular, mas sim um artifício criado para permitir a nomenclatura.
Nesta nomenclatura, os compostos são considerados como derivados de uma cadeia de hidrocarboneto. A ideia base é que este hidrocarboneto pode ser modificado através de uma operação chamada “amplificação” onde um ou mais átomos especiais (“superátomos”) é substituído por uma outra estrutura, como um anel aromático, ou um grupo amina.
Ou, pela visão inversa, um composto pode ser convertido, numa operação chamada “simplificação”, numa cadeia de hidrocarboneto onde estruturas como grupos aromáticos ou grupos funcionais foram substituídas por “superátomos”.
Figura I.12: Obtenção do esqueleto simplificado de hidrocarboneto. Adaptado de [26]
No exemplo da Figura I.12, pode-se ver que o composto original seria simplificado a um derivado de cicloheptano em que os átomos 1 e 4 são substituídos por 2 superátomos (os grupos naftaleno e benzeno, respectivamente). O nome IUPAC da estrutura pela nomenclatura de fanos é 1(2,7)-naftalena-4(1,3)-benzenacicloheptafano.
Dado o grande número de regras inerentes a esta nomenclatura, são aqui apresentadas apenas as regras estritamente necessárias à escrita dos compostos estudados neste trabalho. O conjunto completo de regras desta nomenclatura encontrava-se, à data da escrita deste trabalho, nas páginas web da IUPAC no endereço http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/phane.
Para conseguir o nome do composto, começa-se por encontrar o nome do esqueleto simplificado. No exemplo da Figura I.12, seria o cicloheptano. A terminação “–no” é substituída por “–fano”.
O nome do esqueleto simplificado é assim “cicloheptafano”.
De modo a facilitar a nomenclatura das cadeias mais longas, apresenta-se no Apêndice I o modo de obter os prefixos numéricos utilizados para cadeias até 9999 átomos de carbono.
O nome dos superátomos é obtido a partir do nome dos grupos originais substituindo a vogal de terminação do seu nome por “a”. Por exemplo, “naftalena” para o grupo naftaleno, “benzena” para o benzeno, “antracena” para o antraceno, “pirena” para o pireno e “piperazina” para a piperazina.
Na ordem de citação, é dada prioridade de citação aos superátomos pelo número de heteroátomos no superátomo, e para superátomos com o mesmo número de heteroátomos, pelo número de anéis do superátomo.
No caso de existirem dois ou mais superátomos iguais, a designação do superátomo é precedida de di, tri, etc. (ex. “dinaftalena” se houvesse dois grupos naftaleno)
O nome dos superátomos é precedido de uma numeração, que consiste na posição deste no esqueleto seguido das posições de substituição no superátomo.
A numeração das posições do esqueleto é feita consecutivamente de uma ponta à outra, de modo a que os superátomos tenham preferencialmente números mais pequenos. No exemplo apresentado na Figura I.12, o grupo naftaleno ficará na posição 1 e o benzeno na posição 4.
A numeração das posições de substituição nos superátomos é feita de acordo com as numerações usuais dos grupos funcionais em causa.
Assim, tomando como exemplo o grupo naftaleno do composto da Figura I.12, a designação deste superátomo é “1(2,7)-naftalena”.
O nome final do composto será a junção das designações dos superátomos pela ordem de citação atrás indicada com a designação do esqueleto simplificado. Assim se obtém o nome “1(2,7)-naftalena-4(1,3)-benzenacicloheptafano” para a estrutura apresentada na Figura I.12.
No caso de existirem heteroátomos no esqueleto simplificado, a obtenção do nome é dividida em 2 passos:
1.Obtenção do nome da molécula considerando a cadeia de hidrocarboneto não substituída análoga.
2.Obtenção do nome da molécula com a cadeia de hidrocarboneto substituída, de modo análogo ao processo para obter o nome da cadeia com heteroátomos sem os superátomos.
Exemplificar-se-á com o composto mostrado na Figura I.13.
Figura I.13: Obtenção do esqueleto simplificado para uma molécula com heteroátomos no esqueleto simplificado.[26] (Adaptado)
Para a obtenção do nome do composto na Figura I.13, teríamos então: Passo 1: 1,9(1),3,5,7(1,4)-pentabenzenanonafano
Passo 2: 2,4,6,8-tetraaza-1,9(1),3,5,7(1,4)-pentabenzenanonafano
= x = heteroátomos (grupos NH) Superátomos: A = antraceno B = piperazina C = naftaleno A x B x C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 N H N N N H 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 2 3 4 5 6 7 8 101 7 13 2 3 4 5 6 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6
Figura I.14: Obtenção do esqueleto simplificado para um dos compostos estudados neste trabalho.
O alcano correspondente ao esqueleto simplificado apresentado na Figura I.14 (com 13 átomos de carbono) é o tridecano, pelo que este composto será um tridecafano.
A ordem dos superátomos no nome do composto será: piperazina (2 heteroátomos), antraceno (3 anéis aromáticos), naftaleno (2 anéis aromáticos).
Como a cadeia do esqueleto simplificado é simétrica, não há nenhum modo de numeração que permita a obtenção de números mais pequenos para superátomos ou heteroátomos. Assim, optou-se por numerá-la de modo a que os superátomos “prioritários” tivessem menor número.
O nome do fano correspondente sem considerar os heteroátomos do esqueleto simplificado será:
7(1,4)-piperazina-1(9)-antracena-13(1)-naftalenatridecafano
Acrescentando os heteroátomos ao esqueleto simplificado, obtemos o nome final: 3,11-diaza-7(1,4)-piperazina-1(9)-antracena-13(1)-naftalenatridecafano
I.5.3 Nomenclatura simplificada para compostos poliamínicos
Uma vez que a nomenclatura IUPAC para os compostos sintetizados e estudados é complicada e pouco óbvia, adoptou-se a nomenclatura simplificada para compostos poliamínicos proposta por A. Bernardo,[3] que é descrita em seguida.
Esta nomenclatura é constituída por letras e números. As letras são abreviaturas dos fluoróforos aromáticos presentes nas moléculas (N = naftaleno, A = antraceno, P = pireno), ou uma amina primária (L), que pode ser entendida como uma extremidade de cadeia de poliamina “Livre”, sem fluoróforo aromático ligado. Os números caracterizam a cadeia de poliamina, sendo cada número representativo do número de átomos de carbono entre cada
grupo amina, subentendendo-se sempre que para além dos números apresentados existirá sempre o grupo metilo espaçador entre o grupo aromático e o azoto da cadeia de poliamina ao qual este está ligado. No caso de compostos de cadeia fechada, onde ambas as extremidades da cadeia de poliamina estão ligadas ao mesmo grupo aromático, não se apresenta qualquer letra a seguir ao último azoto.
Apresenta-se em seguida um exemplo de atribuição do nome de um composto por esta nomenclatura.
Figura I.15: Obtenção do nome de um composto pela nomenclatura simplificada para compostos poliamínicos.
No caso do composto apresentado na Figura I.15, N323L, temos que N representará o grupo naftaleno, com um separador CH2 entre este e a primeira amina subentendido; Os números representam as cadeias de hidrocarbonetos que servem de ponte entre os grupos amina: 3 representa um grupo CH2CH2CH2, 2 representa um grupo CH2CH2 e 3 representa um novo grupo CH2CH2CH2; L representa que o último grupo amina se encontra “Livre”, ou seja, não está ligado a mais nada.
Seguem-se na Figura I.16 alguns exemplos da aplicação das 3 nomenclaturas, onde se apresenta o nome IUPAC tradicional (tradução para português do nome gerado pelo programa ACD/Name [27]), o nome pela nomenclatura IUPAC para fanos e o resultante da aplicação da nomenclatura aqui apresentada.
N1-(2-aminoetil)-N2-(1-naftilmetil)- 1,2-etanodiamina 3,6,9-triaza-1(1)-naftalenanonafano N22L N H N H NH2 N1-(9-antrilmetil)-N2-{2-[(1-naftilmetil) amino]etil}-1,2-etanodiamina 3,6,9-triaza-1(9)-antracena- 11(1)-naftalenaundecafano N22A N H N H N H 3,7,10,14-tetraaza-1(9,10)antracenaciclopentadecafano A323 N H H N HN HN
Figura I.16: Exemplos das aplicações da nomenclatura IUPAC tradicional, da nomenclatura IUPAC para fanos e da nomenclatura simplificada para compostos poliamínicos