Grado en Química NOMENCLATURA DE POLÍMEROS
BREVE INTRODUCCIÓN A LA NOMENCLATURA DE POLÍMEROS La nomenclatura de polímeros es compleja por diferentes razones: 1. existe una nomenclatura ampliamente aceptada y normalmente basada en los nomómeros de partida (a partir del estireno, se obtiene poliestireno), si bien hay diversas diferencias en el formato. 2. la IUPAC ha establecido una nomenclatura sistemática, pero es poco utilizada dada su complejidad (polímeros complejos son muy difíciles de nombrar de forma sistemática. [Si se quiere profundizar en el tema se puede consultar en las siguientes referencias: Macromolecules 1973, 6, 149, y E.S. Wilks Progress in Polymer Science 2000, 25 2000, 25, 9] 3. la terminología industrial está muy arraigada y en ocasiones es muy específica y basada en nombres o marcas comerciales. Hay denominaciones generales para agrupar diversas familias de polímeros . Así por ejemplo hablamos de poliésteres, poliamidas, poliéteres, etc. para definir polímeros que poseen como grupos funcionales ésteres, amidas o éteres respectivamente en la cadena polimérica (no en grupos laterales). Además, con esta denominación se suele especificar que son estos grupos funcionales los que se crean en el proceso de polimerización. Ejemplo de un POLIÉSTER: O O C
O C O CH2-CH2
Ejemplo de una POLIAMIDA: O N C (CH2)4 H
O C N (CH2)6 H
En el caso de que existan varios grupos funcionales pueden mencionarse varios, aunque siempre predomina la clasificación según el grupo funcional creado en la polimerización. Así un ejemplo de POLIÉTER-SULFONA comercial es: O O
O
S O
O
S O
A ve veces la cla classific ifica ación ión de de los los po polím límeros ros es es mu mucho má más ge genéric rica y se cla classific ifica an se según los los monómeros empleados. Así se habla de las resinas fenol-formaldehído o urea-formaldehído para polímeros obtenidos por reacción entre estos monómeros. En cualquier caso, la mayoría de estos polímeros con grupos funcionales en la cadena se obtienen por polimerización por pasos.
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Otros polímeros que se clasifican de forma general son los que se obtienen por apertura de dobles enlaces. Así las POLIOLEFINAS (p.e. polietileno, polipropileno, poliisobutileno, etc.) se obtienen a partir de alquenos, y lógicamente sólo están formados por C e H. Los polímeros con cadena carbonada que derivan de monómeros vinílicos se clasifican de forma genérica como VINÍLICOS: H CH2
H2C X
CH2
CH
X
CH2
CH Cl
polie olies stire tiren no
CH
poli poli((clor clorur uro o de vin vinilo ilo)
CH2
CH CN
polia oliacr cril ilo onitr itrilo ilo
(como se observa la nomenclatura deriva de los monómeros de partida) En esta clasificación genérica de vinílicos también se incluyen, por ejemplo, el poli(metacrilato de metilo) obtenido a partir de un monómero vinilidénico. Tanto el poliacrilonitrilo, como el poli(metacrilato de metilo) o poliacrilatos similares, pueden clasificarse más específicamente como polímeros acrílicos. Otros ejemplos de clasificación genérica son los polímeros DIÉNICOS, que son aquellos que se obtienen a partir de dienos conjugados (isopreno, butadieno, cloropreno, etc.). Vistas estas consideraciones generales, veremos, de manera muy breve y resumida la nomenclatura IUPAC para que al menos nos permita conocer la nomenclatura de los principales polímeros comerciales.
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NOMENCLATURA NOMENCLATURA IUPAC BASADA BA SADA EN LA ESTRUCTURA ESTRUCTURA Un polímero según IUPAC se nombra de acuerdo a la mínima unidad repetitiva constitutiva que lo forma (CRU) y que debe ser selecciona de acuerdo a unos criterios, que muy esquemáticamente resumimos así: 1. El nombre del polímero responde a POLI seguido del nombre de la CRU entre paréntesis: POLI(NOMBRE CRU). Si la CRU está formada por varias subunidades se nombran todas y cada una de ellas. Se define como subunidad al trozo de cadena que puede ser nombrada según nomenclatura IUPAC para compuestos orgánicos: ejemplos: -CH -CH2- metileno etileno -O- oxi
-CH2-CH -CH2- etileno etileno -NH-NH- imino
-CH2-CH2-CH2- propan-1,3-diilo
2. CRU se escribe de izquierda a derecha comenzando por la subunidad de mayor prioridad. 3. Orden de prioridad: anillos heterocíclicos > heteroátomos o subunidades que contienen heteroátomos > anillos carbocíclicos > subunidades acíclicas conteniendo sólo C
Dentro de los anillos heterocíclicos la prioridad es (aunque a continuación se incluyen todo el orden, normalmente con recordar los tres primeros es suficiente para discriminar la prioridad de heterociclos): anillos con N > anillos con N y otros heteroátomos > sistema de anillos con mayor número de anillos > sistema de anillos con el anillo individual mayor > anillo con mayor número de heteroátomos > sistema de anillos con mayor variedad de heteroátomos > anillos que tiene mayor número de heteroátomos de mayor prioridad (ver debajo prioridad de heteroátomos debajo)
El orden de prioridad de heteroátomos es (obsérvese que a más a la derecha y más arriba en la tabla periódica mayor es la prioridad): O > S > Se > Te > N > P > As > Sb > Bi > Si > Ge > Sn > Pb > B > Hg
La prioridad para anillos carbocíclicos es (como antes con recordar los dos primeros suele ser suficiente): Sistema de anillos con mayor número de anillos > sistema de anillos que tiene el anillo individual mayor > sistema de anillos que tiene mayor número de átomos comunes a todos sus anillos > sistema de anillos que tiene el localizador más bajo > sistema de anillos con la mayor insaturación 4. Los criterios de prioridad están supeditados a minimizar el número de valencias libres. Es decir siempre que sea posible la CRU debe ser divalente:
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Por ejemplo, el poliacetileno es: CH
CH
CH
CH
y no:
dado que en este segundo caso se dejan cuatro valencias libres. 5. Si hay ambigüedad las subunidades se orientarán de forma tal que los localizadores más bajos se apliquen a los sustituyentes: Por ejemplo, para un polímero como este: O
CH2
CH
O
CH2
F
CH
O
F
CH2
CH F
la CRU será (recuérdese que -O- al ser heteroátomo tiene prioridad): O
CH
CH2
F
poli(oxi-1-fluoroetileno)
y no:
O
CH2
CH F
poli(oxi-2-fluoroetileno)
Veamos a continuación ejemplos concretos de cómo se suelen nombrar y cómo se deberían nombrar según IUPAC. En el presente curso utilizaremos la nomenclatura que podemos denominar "vulgarmente aceptada", que por su amplio uso es difícil de desplazar.
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POLÍMEROS VINÍLICOS Y DIÉNICOS La nomenclatura que se utiliza consiste en anteponer el prefijo POLI al nombre del monómero del que deriva (fuente u origen del polímero). Además se utiliza el nombre común o vulgar del monómero y no la terminología sistemática IUPAC. Si el nombre del monómero consta de más de una palabra o está precedido de un número localizador o una letra se indicará dicho nombre entre paréntesis. Veamos algunos ejemplos y paralelamente se comentará la terminología IUPAC de acuerdo a los criterios anteriores. Ejemplo 1: CH2
CH2
POLIETILENO Este polímero deriva del etileno: H2C CH2 Obsérvese que en la representación representación común común de de los polímeros se respeta la constitución del monómero del que deriva. En efecto la unidad repetitiva constitutiva (CRU) es la que resulta de la reacción del monómero (una molécula de etileno da lugar a la CRU que se muestra). Sin embargo, desde el punto de vista de la IUPAC, ya no se considera cuál es la procedencia del polímero y la mínima unidad repetitiva constitutiva es: CH2
por lo tanto el nombre sistemático IUPAC es: POLI(METILENO) (no obstante en general la CRU derivada el monómero y la mínima considerada por la IUPAC suelen suelen coincidir) Ejemplo 2: CH
CH2
CH3
POLIPROPILENO Según IUPAC: POLI(1-METILETILENO)
Ejemplo 3: CH2
CH
POLIESTIRENO La nomenclatura IUPAC determina que la forma correcta de escribir la CRU para este polímero derivado del estireno, es: CH CH2
y por lo tanto el nombre sistemático es POLI(1-FENILETILENO)
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Obsérvese que con esta segunda representación, al leer de izquierda a derecha la CRU, el localizador del grupo fenilo es más bajo. Sin embargo en la terminología común es indiferente como representemos el polímero. Ejemplo 4: CH3 CH2
C COOCH3 POLI(METACRILATO DE METILO)
En este caso en la terminología común se pone paréntesis dado que el nombre del monómero es compuesto. Además se utiliza el nombre vulgar del monómero (metacrilato de metilo) y no el sistemático que sería: CH3 H2C COOCH3
2-meti 2-metilpr lpropan opanoato oato de metilo etilo
La nomenclatura sistemática IUPAC para el polímero sería: CH3 C CH2 COOCH3
POLI(1-METOXICARBONIL-1-METILETILENO)
Ejemplo 5: CH
CH2
POLI(ALCO POLI(ALCOHOL HOL VINÍLI VINÍLICO) CO) Según IUPAC: POLI(1-HIDROXIETILENO)
OH
Este es un ejemplo singular de esta nomenclatura basada en la fuente o monómero de partida. En efecto, este polímero "parece" que deriva del monómero (y de ahí su nombre): H H2C
OH alcohol vinílico.
Sin embargo, esta es la forma enólica del acetaldehído, el cuál al polimerizar no da el poli(alcohol vinílico). En realidad el poli(alcohol vinílico) se obtiene realmente de la hidrólisis del siguiente polímero: CH
CH2
O C CH3 O
POLI(ACET POLI(ACETATO ATO DE VINILO) VINILO) Según IUPAC: POLI(1-ACETILOXIETILENO)
El acetaldehído al polimerizar da lugar a: O H2C C H
O CH CH3
POLIACETALDEHIDO Según IUPAC: POLI(OXIETILIDENO)
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Ejemplo 6: A partir tir de del 1,3 1,3-b -bu utad tadien ieno H2C C H C H C H2 se pueden obtener diversos polímeros según si la reacción (adición) se produce en posiciones 1,2 o 1,4. El polímero resultante de la adición 1,2 es: CH2
CH HC CH2
1,2-POLI(1,3-BUTADIENO) Según IUPAC: POLI(1-VINILETILENO) -recuérdese que debería escribirse la CRU de forma correcta según IUPAC). En el caso de la adición 1,4 se genera la posibilidad de isomería geométrica: H
CH2
C C H CH2
TRANS-1,4-POLI(1,3-BUTADIENO)
Según la IUPAC esta CRU debería escribirse de la siguiente manera para que corresponda el localizador más bajo al doble enlace: H C C CH2 H
CH2
POLI(E-1-BUTEN-1,4-DIILO)
El otro isómero será: CH2
CH2 C C H H
CIS-1,4-POLI(1,3-BUTADIENO)
Veamos ahora qué ocurre con los COPOLÍMEROS, donde coinciden la nomenclatura IUPAC y la nomenclatura derivada de monómero. Supongamos que copolimerizamos estireno y metacrilato de metilo; se obtiene un copolímero que contiene dos unidades repetitivas: CH3 CH2
CH
CH2
C COOCH3
Si no se sabe qué tipo de copolímero es se nombra de estas dos formas alternativas (la primera es la que se recomienda): Poli[estireno-co-(metacrilato de metilo)] Copoli(esti Copoli(estireno reno/me /metacril tacrilato ato de metilo) etilo)
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Ah Ahora bien ien si se conoce la distr istrib ibu ución ión suele ind indica icarse rse de la sigu iguien iente manera: ra: copolímero estadístico estadístico copolíme copolímero ro al azar: azar: copolímero copolímero alternante: copolímero bloque: copolíme copolímero ro de injerto: injerto:
Poli[esti Poli[estirenoreno-stat-(metacrilato de metilo)] -copoli(estir (estireno eno/me /metacril tacrilato ato de meti metilo) lo) stat-copoli Poli Poli[estir [estireno eno--ran-(metacrilato de metilo)] -copoli(estir (estireno eno/me /metacril tacrilato ato de meti metilo) lo) ran-copoli Poli Poli[estir [estireno eno--alt-(metacrilato de metilo)] alt-copoli( copoli(estireno/m estireno/metacrilato etacrilato de metil metilo) o) PoliestirenoPoliestireno-block-poli(metacrilato de metilo)] -copoli(estir (estireno eno/me /metacril tacrilato ato de meti metilo) lo) block-copoli Poli Poliestirenoestireno-graft-poli(metacrilato de metilo) -copoli(estir (estireno eno/me /metacril tacrilato ato de meti metilo) lo) graft-copoli
Sin embargo, lo cierto es que en el uso cotidiano suele especificarse el tipo de copolímero sin necesidad de utilizar este formulismo: p.e. copolímero bloque de estireno-metacrilato de metilo
POLÍMEROS NO VINÍLICOS Aq Aquí hay más dive iversid rsida ad en la nomenclatu latura ra y además la nomenclatu latura ra IUP IUPAC es más complicada. En general puede decirse que para la nomenclatura común:
Si derivan de un sólo monómero suele utilizarse la terminología basada en el monómero. Si derivan de dos o más monómeros se toma como nombre la estructura de la CRU resultante. O
H2C
O CH2
CH2
CH2
POLI(ÓXIDO DE ETILENO) POLI(0XIETILENO)
Según IUPAC: O O NH
NH
C (CH2)5
POLICAPROLACTAMA (nylon 6) POLI[IMINO-(1-OXOHEXAN-1,6-DIILO)]
Según IUPAC:
En estos dos casos se ha representado la CRU de acuerdo a las recomendaciones IUPAC. Fíjense ahora en estos dos poliésteres. El primero deriva de un único monómero: O HO (CH2)9 COOH
O (CH2)9
C
POLI(ÁCIDO 10-HIDROXIDECANOICO
(el nombre deriva del monómero). Este segundo caso deriva de dos monómeros:
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Grado en Química NOMENCLATURA DE POLÍMEROS H3COOC
COOCH3 +
O
CH2
HO CH CH2
OH
O
O C
C O CH2
CH2
POLI(TERFTALATO DE ETILENO) también denominado polietilenterftalato (traducción directa del inglés) Este nombre está basado en la estructura de la CRU que es un éster derivado del ácido terftálico. Según la IUPAC el nombre debería ser: POLI(OXITERFTALOILOXIETILENO) Otro ejemplo sería la siguiente poliamida o nylon: H2N
(CH2)6
NH2
HOOC HOOC (CH2)4 COOH
+
NH-(CH2)6-NH
O
O
C (CH2)4
C
POLI(HEXAMETILEN ADIPAMIDA) Como se observa se nombra como una amida del ácido adípico que es lo que sugiere la CRU. De forma sistemática sería: POLI(IMINOHEXAMETILENIMINOADIPOILO)
ABREVIATURAS:
Junto a esta nomenclatura es muy común en el campo de polímeros el uso de abreviaturas o acrónimos que simplifican su nombre (p.e. PVC para referirse al poli(cloruro de vinilo)). En el apéndice que se acompaña se recogen aquellas abreviaturas correspondientes a los polímeros de más amplia utilización, y que deben ser reconocidos, al menos en los más habituales o que se ven en este curso, como son: PE, HDPE, LDPE, LLDPE, UHMWPE, VLDPE PP, PMMA, PVC, PAN, PS, PTFE, EVA, PAA, ABS, SAN, EPDM, PDMS, POM, PVA, PVAc, PET, PEN, PC, PEEK, PI PU / PUR: polyurethane; TPU: Thermoplastic Polyurethante (NO SE INCLUYE EN LA TABLA) Se adjunta también el código de reciclado de algunos polímeros comunes. Obsérvese que en ocasiones hay polímeros a los que en español se les cambia su abreviatura.
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Código para reciclado de plásticos
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International Union of Pure and Applied Chemistry Polymer Division Subcommittee on Polymer Terminology
A Brief Guide to Polymer Nomenclature Version 1.1 (2012)
R. C. Hiorns (France),* R. J. Boucher (UK), R. Duhlev (UK), K.-H. Hellwich (Germany), P. Hodge (UK), A. D. Jenkins (UK), R. G. Jones (UK), J. Kahovec (Czech Republic), G. Moad (Australia), C. K. Ober (USA), D. W. Smith (USA), R. F. T. Stepto (UK), J.-P. Vairon (France), and J. Vohlídal (Czech Republic). *E-mail:
[email protected] *E-mail:
[email protected] ; Sponsoring body: IUPAC Polymer Division, Subcommittee on Polymer Terminology. Terminology . Table 2 – Qualifiers for non-linear (co)polym ers and polymer assemblies. 5
1) Introduction The universal adoption of an agreed nomenclature nomenclature has never been more important for the description of chemical structures in publishing and on-line 1a,b searching. The International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) 2 and Chemical Abstracts Service Service (CAS) make similar recommendations. The main points are shown here with hyperlinks to original documents. Further details can be found in the IUPAC Purple Book .3
2) Basic Concepts The terms polymer and macromolecule do not mean the same thing. A polymer polymer and is a substance composed of macromolecules. The latter usually have a range of molar masses masses (unit g mol-1), the distributions of which are indicated by ( Đ). It is defined as the ratio of the mass-average molar mass ( M m) to dispersity ( dispersity 4 the number-average molar mass ( M n) i.e. Đ = M m /M n. Symbols for physical quantities or variables are in italic italic font font but those representing units or labels are in roman font. Polymer nomenclature usually applies to idealised representations; minor structural irregularities are ignored. A polymer can be named in one of two ways. Source-based nomenclature can be used when the monomer can be identified. Alternatively, more explicit structure-based nomenclature nomenclature can be used when the polymer structure is proven. Where there is no confusion, some traditional names are also acceptable acceptable.. Whatever method is used, all polymer names have the prefix poly, followed by enclosing marks around the rest of the name. The marks are used in the order: {[( )]}. Locants Locants indicate the position of structural features, e.g., poly(4chlorostyrene). If a source-based name is one word and has no locants locants,, then the enclosing marks are not essential, but they should be used when there might be confusion, e.g., poly(chlorostyrene) is a polymer whereas polychlorostyrene might be a small, multi-substituted molecule molecule.. End End--groups groups are described with 3 α- and ω-, e.g., α-chloro- ω-hydroxy-polystyrene.
(Co)polymer
Qualifier
blend
blend
(C)
comb
comb
(C)
complex
compl
(C)
cyclic
cyclo
(P)
branch
branch
network
net
(C or P)
interpenetrating network
ipn
(C)
semi-interpenetrating sipn (C) (net -polystyrene)-polystyrene)-sipn-polyisoprene network star star (P) star -polyisoprene -polyisoprene a In accordance with IUPAC organic nomenclature, square brackets enclose locants that refer to the numbering of the components of t he fused ring. ring .
4) Structure-Based Nomenclature 4.1 Regular single-strand organic polymers
CH
CH2
Br
O
CH
The structure of a copolymer copolymer can can be described using the most appropriate of the connectives shown connectives shown in Table 1. These are written in italic font. 3.3 Non-linear polymers5 Non-linear polymers and copolymers, and polymer assembl ies are named using the italicized qualifiers in Table 2. The qualifier, such as branch, is used as a prefix (P) when naming a (co)polymer, or as a connective (C), e.g., comb, between two polymer names. 7
Copolymer Qualifier Example unspecified co (C) poly(styrene-co-isoprene) statistical (C) poly[isoprene-stat -(methyl -(methyl methacrylate)] stat random (C) poly[(methyl methacrylate)-ran-(butyl acrylate)] ran alt alternating (C) poly[styrene-alt -(maleic -(maleic anhydride)] periodic (C) poly[styrene- per -isoprene- per -(4-vinylpyridine)] per per -isoprene per -(4-vinylpyridine)] block -poly(ethene-co-propene) block (C) poly(buta-1,3-diene)-block -poly(ethenegrafta -poly(ethylene oxide) graft (C) polystyrene-graft -poly(ethylene a The first name is that of the main chain.
O
Br
CH2
O
CH
O
Br
3.2 Copolymers7
CH2
CH
CH2
O
Br
(ii) the smallest repeating portion is a CRU, so all such possibilities are identified. In this case:
3.1 Homopolymers A homopolymer is named using the name of the real or assumed monomer (the ‘source’) from which it is derived, e.g., poly(methyl methacrylate). Monomers can be named using IUPAC recommendations, recommendations, or well-established traditional 6 names. Should ambiguity arise, class names names can be added. For example, the source-based name poly(vinyloxirane) could correspond to either of the structures shown below. To clarify, O CH CH2 CH CH2 the polymer is named using the n n polymer class name followed by CH CH2 O a colon and the name of the monomer, i.e., class name:monomer name. Thus on the left and right, respectively, are polyalkylene:vinyloxirane and polyether:vinyloxirane.
8
In place of the monomer name used in source-based nomenclature, structure based nomenclature uses that of the preferred constitutional repeating unit (CRU). It can be determined as follows: (i) a large enough part of the polymer chain is drawn to show the structural repetition, e.g.,
3) Source-Based Nomenclature5
Table 1 – Qualifiers for copolymers.
(P)
Example poly(3-hexylthiophene)-blend polystyrene polystyrene-comb-polyisoprene poly(2,3-dihydrothieno[3,4 poly(2,3-dihydrothieno[3 ,4b][1,4]dioxine)-compl poly(vinylbenzenesulfonic poly(vinylbenzenesulfon ic acid) a -polyethylene cyclo-polystyrene-graft -polyethylene branch-poly[(1,4-divinylbenzene)-styrene] stat -styrene] net -poly(phenol-poly(phenol-co-formaldehyde) (net -polystyrene)-polystyrene)-ipn-[net poly(methyl acrylate)]
CH2
CH Br
O
CH
CH2
Br CH
O
CH
CH2
O
Br CH 2
O
Br
CH2
CH Br
(iii) the next step is to identify the subunits subunits that make up each of these structures, i.e., the largest divalent groups groups that can be named using IUPAC nomenclature of organic compounds compounds such as the examples that are listed in Table 3; (iv) using the shortest path from the most senior subunit to the next senior, the correct order of the subunits is determined using Figure 1; (v) the preferred CRU is chosen as that with the lowest possible locant(s) for substituents.. substituents In the above example, the oxy subunits in the CRUs are heteroatom chains. From Figure 1, oxy subunits are senior to the acyclic carbon chain subunits, the largest of which are bromo-substituted -CH 2-CH2- subunits. 1-Bromoethane-1,2diyl is chosen in preference to 2-bromoethane-1,2-diyl as the former has a lower locant for the bromo-substituent. The preferred CRU is therefore oxy(1 bromoethane-1,2-diyl) and the polymer is thus named pol y[oxy(1-bromoethane1,2-diyl)]. Please note the enclosing marks around the subunit carrying the substituent. Polymers that are not made up of regular repetitions of a single CRU are called irregular polymers. polymers. For these, each constitutional unit (CU) is separated by a slash, e.g., poly(but-1-ene-1,4-diyl/1-vinylethane-1,2-diyl). 9
1
Freely available available on: on: (a) http://www.iupac.org/publications/pac/ http://www.iupac.org/publications/pac/;; (b) http://www.chem.qmul.ac.uk/iupac/ 2 http://www.cas.org/.. http://www.cas.org/ 3 IUPAC. The “Purple “Purple Book”, RSC RSC Publishing, (2008). (2008). 4 IUPAC. Pure Appl. Chem. 81, 351—352 (2009). 5 IUPAC. Pure Appl. Chem. 69, 2511—2521 (1997). 6 IUPAC. Pure Appl. Chem. 73, 1511—1519 (2001). 7 IUPAC. Pure Appl. Chem. 57, 1427—1440 (1985). 8 IUPAC. Pure Appl. Chem. 74, 1921—1956 (2002). 9 IUPAC. Pure Appl. Chem. 66, 873—889 (1994).
Inter national Union Union of Pure an d Applied Applied Chemistry Polymer Division Subcommittee on Polymer Terminology
A Br Br ief ief Guide to Polymer Polymer Nomencl Nomenclatu atu r e Version 1.1 (2012)
Table 3 – Representations of divalent groups in polymers. 8 Name Name
Group
a
7) Graphical Representations a
Name Name
Group
The bonds between atoms can be omitted, but dashes should be drawn for chain-ends. The seniority of the subunits does not need to be followed. For single-strand (co)polymers, a dash is drawn through the enclosing marks, e.g., poly[oxy(ethane-1,2-diyl)] shown below left. For irregular polymers, the CUs are separated by slashes, and the dashes are drawn inside the enclosing marks. End-groups are connected using additional dashes outside of the enclosing marks, e.g., α-methyl- ω-hydroxy-poly[oxirane- co-(methyloxirane)], shown below right.
N
oxy
O
sulfanediyl
S
propylimino
CH2 CH2 CH3 2
hydrazine-1,2-diyl
NH
1
NH CO
SO2
sulfonyl
phthaloyl CO 2
diazenediyl
N
imino
N
1,4-phenylene
1
5 4
O
carbonyl
butane-1,4-diyl
C
O
O
C
C
oxalyl
3 4
6 5
cyclohexane-1,2-diyl
NH
6 3
1 2
4
3
2
1
CH2CH2CH2CH2 1
8) CA Index Names
CH2
Br O
SiH2
1-oxopropane-1,3-diyl
3
C
ethane-1,2-diyl
1
2
CH2
CH2
1
ethene-1,2-diyl
2
CH2 CH2
1
2
2
CH
1-bromoethane-1,2-diyl
silanediyl
CH
CAS maintains a registry of substances. In the CAS system, the CRU is called a structural repeating unit (SRU). unit (SRU). There are minor differences in the placements of locants, e.g., poly(pyridine-3,5-diylthiophene-2,5-diyl) is poly(3,5-pyridinediyl2,5-thiophenediyl) in the CAS registry, registry, but otherwise polymers are named using similar methods to methods to those of IUPAC. 14,15
2
CH CH
methylene
CH2
12,,13 12
methylmethylene
heterocyclics
CH3
yes
a
To avoid ambiguity, wavy lines drawn perpendicular to the free bond, which are conventionally used to indicate free valences, 13 are usually omitted from graphical representations in a polymer context.
N>O>S> P > Si > B a
no
heteroatom chains
10
4.2 Regular double-stran d organic polymers
no
Double-strand polymers polymers consist of uninterrupted chains of rings. In a spiro polymer , each ring has one atom atom in common with adjacent rings. In a ladder polymer , adjacent rings have two or more atoms in common. To identify the preferred CRU, the chain is broken so that the senior ring is retained with the maximum number of heteroatoms and the minimum number of free valences valences.. An example is . The preferred CRU is an acyclic subunit of 4 carbon atoms with 4 free valences, one at each atom, as shown below. It is oriented so that the lower left atom has the lowest number. The free4 4 3 3 valence locants are written before the suffix, and they are cited 2 2 1 1 clockwise from the lower left position as: lower-left, uppern left:upper-right, lower-right. This example is thus named poly(butane-1,4:3,2-tetrayl) . For m ore complex structures, the order of seniority again follows Figure 1.
5) Nomenclature of Inorganic and Inorganic-Organic Polymers
yes O>S>N> P > Si > B a
carbocyclics yes greatest greatest n umber of rings
no
carbon chains yes
largest rings
longest longest cha in
greatest number of atoms common to rings
11
Some regular single-strand inorganic polymers polymers can be named like organic polymers using the rules given above, e.g., [O-Si(CH 3)2]n and [Sn(CH3)2]n are named poly[oxy(dimethylsilanediyl)] and poly(dimethylstannanediyl), respectively. Inorganic polymers polymers can also be named in accordance with nomenclature, but it should be inorganic CH3 noted that the seniority of the elements elements is is different to that Si in organic organic nomenclature. However, certain inorganicCH3 organic polymers, polymers, for example those containing Fe metallocene derivatives, are at present best named using organic nomenclature, e.g., the polymer on the left can be n named poly[(dimethylsilanediyl)ferrocene-1,1'-diyl].
6) Traditional Names When they fit into the general pattern of systematic systematic nomenclature, some traditional and trivial names for polymers in common usage, such as polyethylene, polypropylene, and polystyrene, are retained .
10
IUPAC. Pure Appl. Chem. 65 65,, 1561—1580 (1993) . IUPAC. Pure Appl. Chem. 57 57,, 149—168 (1985). (1985) . 12 IUPAC. Pure Appl. Chem. 66 66,, 2469—2482 (1994) . 13 IUPAC. Pure Appl. Chem. 80 80,, 277—410 (2008). (2008) . 14 (1968) . Macromolecules, 1, 193—198 (1968). 15 (2000).. 41((1), 6a—11a (2000) Polym. Prepr. 41 11
To cite, please use: IUPAC. Pure Appl. Chem. 84 84,, 2167—2169 (2012). (2012) . Publication of this document by any means is permitted on condition that it is whole and unchanged. Copyright © IUPAC 2012.
most unsaturated
lowest lowest locant for double bond
lowest locant for ring attachment largest number of substituents lowest lowest locant for substituent alphabetical order of substituents Figure 1 The 1 The order of subunit seniority. The senior subunit is at the top centre. Subunits of lower seniority are found by following the arrows. The type of subunit, be it a heterocycle heterocycle,, a heteroatom chain, chain , a carbocycle carbocycle,, or a carbon chain, chain , determines the colour of the arrow to follow. a Other heteroatoms may be placed in these orders as indicated by their positions 8 in the periodic table.