IUPACポリマー命名法

IUPACポリマー命名法は、国際純正・応用化学連合（IUPAC）が定めたポリマーの標準化された命名規則であり、同連合の出版物「ポリマー用語と命名法の概要」（通称「パープルブック」）に記載されています。^[¹^]^[²^] IUPAC ^[³^]とケミカルアブストラクトサービス（CAS）はどちらも、ポリマーの命名に関して同様の命名推奨事項を提示しています。

基本概念

ポリマーと高分子という用語は同じ意味ではありません。ポリマーは高分子から構成される物質です。後者は通常、モル質量（単位 g mol ⁻¹）の範囲を持ち、その分布は分散度（Đ ）で示されます。分散度は、質量平均モル質量（ M _m）と数平均モル質量（M _n ）の比、すなわちĐ = M _m / M _nとして定義されます。^{[ 4 ]}物理量または変数の記号はイタリック体ですが、単位またはラベルを表す記号はローマン体です。

ポリマーの命名法は通常、理想化された表現に基づいており、軽微な構造的不規則性は無視されます。ポリマーの命名には2つの方法があります。モノマーが特定できる場合は、原料に基づく命名法を使用できます。あるいは、ポリマー構造が証明されている場合は、より明確な構造に基づく命名法を使用できます。混乱が生じない場合は、従来からの名称も使用できます。

どのような方法を用いるにせよ、すべてのポリマー名には接頭辞「poly」が付き、その後に名前の残りの部分を囲む記号が続きます。記号は{[( )]}の順で使用されます。位置記号は構造的特徴の位置を示します。例：poly(4-クロロスチレン)。名前が1つの単語で位置記号がない場合は、囲む記号は必須ではありませんが、混乱が生じる可能性がある場合は使用する必要があります。例：poly(クロロスチレン)はポリマーですが、ポリクロロスチレンは小さな多置換分子である可能性があります。末端基はα-およびω-で表されます。例：α-クロロ-ω-ヒドロキシ-ポリスチレン。^{[ 1 ]}

ソースに基づく命名法

ホモポリマー

ホモポリマーは、それが由来する実際のまたは想定されるモノマー（「ソース」）の名前を使用して命名されます。例：ポリ（メタクリル酸メチル）。^{[ 5 ]}モノマーは、IUPAC の推奨事項または確立された伝統的な名前を使用して命名できます。^{[ 6 ]}曖昧さが生じた場合は、クラス名を追加できます。

ポリアルキレン：ビニルオキシラン（左）とポリエーテル：ビニルオキシラン（右）

例えば、原料由来の名称であるポリ（ビニルオキシラン）は、図示されているいずれの構造にも対応する可能性があります。明確にするために、ポリマーの命名は、ポリマークラス名にコロンとモノマー名を続けて表記します。つまり、クラス名：モノマー名となります。したがって、左側にはポリアルキレン：ビニルオキシラン、右側にはポリエーテル：ビニルオキシランがそれぞれ示されています。

共重合体

共重合体の構造は、表 1 に示す最も適切な結合子を使用して記述できます。^{[ 7 ]} これらはイタリック体で書かれています。

^a最初の名前はメインチェーンの名前です。

非線形ポリマー

非線形ポリマー、コポリマー、およびポリマー集合体は、表 2 の斜体修飾子を使用して命名されます。^{[ 5 ]}修飾子 (例えばbranch ) は、(co)ポリマーを命名する際の接頭辞 (P) として、または 2 つのポリマー名の間の接続子 (C) (例えばcomb )として使用されます。

^a IUPAC有機命名法に従って、角括弧は縮合環系における位置番号の性質を示します。^{[ 8 ]}

構造に基づく命名法

規則的な単鎖有機ポリマー

ソースベースの命名法で使用されるモノマー名の代わりに、構造ベースの命名法では「優先構成繰り返し単位」（CRU）を使用します。^{[ 9 ]} これは次のように決定できます。

ポリマー鎖の構造的な繰り返しを示すために、十分な大きさの部分が描かれている。
例えば、次のような場合を考えてみましょう。
最小の繰り返し単位はCRUであるため、そのような可能性はすべて特定されます（チェーンの複数の方向性の可能性も含む）。
前述のポリマーについては、以下のとおりです。
これらの構造を構成するサブユニット、すなわち有機化学のIUPAC命名法を用いて命名できる最大の二価基が特定される。
この例では、2つの炭素からなるエチリデン単位は、2つの別々の1炭素からなるメタンジイル単位よりも長い。
図1．サブユニットの優先順位。最も優先順位の高いサブユニットは上部中央にあります。優先順位の低いサブユニットは矢印をたどって見つけます。サブユニットの種類（ヘテロ環、ヘテロ原子鎖、炭素環、炭素鎖など）によって、たどるべき矢印の色が決まります。^{[ 9 ]}
図1を用いて、サブユニットの優先順位の高い順に最短経路を用いることで、サブユニットの正しい順序が決定されます。
この例では、CRU中のオキシサブユニットはヘテロ原子鎖である。図1から、オキシサブユニットは非環状炭素鎖サブユニットよりも優先されることがわかる。
好ましいCRUは、置換基の位置番号が可能な限り小さいものとして選択される。
この例では、臭素置換された -CH ₂ -CH ₂ - サブユニットが存在します。臭素置換基の位置番号が小さいため、2-ブロモエタン-1,2-ジイルよりも 1-ブロモエタン-1,2-ジイルが優先的に選択されます。したがって、好ましい CRU は oxy(1-ブロモエタン-1,2-ジイル) であり、ポリマーは poly[oxy(1-ブロモエタン-1,2-ジイル)] と命名されます。

単一の構成単位（CRU）が規則的に繰り返されて構成されていないポリマーは、不規則ポリマーと呼ばれます。これらの場合、各構成単位（CU）はスラッシュで区切られます。例：ポリ（ブト-1-エン-1,4-ジイル/1-ビニルエタン-1,2-ジイル）。^{[ 10 ]}

^曖昧さを避けるため、自由結合に垂直に描かれた波線は、慣習的に自由原子価を示すために使用され、^{[ 11 ]} ポリマーの文脈では、通常、図式表現から省略されます。

通常の二本鎖有機ポリマー

二本鎖ポリマーは、途切れることのない環状鎖から構成されます。スピロポリマーでは、各環は隣接する環と1つの原子を共有しています。ラダーポリマーでは、隣接する環は2つ以上の原子を共有しています。優先CRUを特定するには、最大のヘテロ原子数と最小の自由原子価を持つ上位環が保持されるように鎖を切断します。^{[ 12 ]}

一例として、好ましいCRUは、図に示すように、各原子に1つずつ、合計4つの自由原子価を持つ4つの炭素原子からなる非環状サブユニットである。

左下の原子が最も小さい番号になるように配置されています。自由原子価の位置番号は接尾辞の前に記述され、左下の位置から時計回りに、左下、左上、右上、右下の順に示されます。したがって、この例はポリ(ブタン-1,4:3,2-テトライル)と命名されます。より複雑な構造の場合、優先順位は再び図1に従います。

無機ポリマーおよび無機有機ポリマーの命名法

通常の単鎖無機ポリマーの中には、上記の規則に従って有機ポリマーのように命名できるものもある。例えば、− [ O−Si(CH ₃ ) ₂ ] _n −および− [ Sn(CH ₃ ) ₂ ] _n −は、それぞれポリ[オキシ(ジメチルシランジイル)]およびポリ(ジメチルスタンナンジイル)と命名される。^[¹³^] 無機ポリマーは無機命名法に従って命名することもできるが、元素の優先順位は有機命名法とは異なる。ただし、メタロセン誘導体を含むものなど、特定の無機ポリマーおよび無機有機ポリマーは、現時点では有機命名法を使用して命名するのが最適である。例えば、図示のポリマーは、ポリ[(ジメチルシランジイル)フェロセン-1,1'-ジイル]と命名できる。

伝統的な名前

体系的な命名法の一般的なパターンに適合する場合、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレンなど、一般的に使用されているポリマーの伝統的で一般的な名称の一部は保持される。

グラフィック表現

原子間の結合は省略できますが、鎖末端にはダッシュを描く必要があります。サブユニットの優先順位に従う必要はありません。単鎖（共）ポリマーの場合、囲みマークにダッシュを描きます。たとえば、左下のポリ[オキシ（エタン-1,2-ジイル)] のようにです。不規則ポリマーの場合、CU はスラッシュで区切られ、ダッシュは囲みマークの内側に描かれます。末端基は、囲みマークの外側に追加のダッシュを使用して接続されます。たとえば、右下の α-メチル-ω-ヒドロキシ-ポリ[オキシラン-co- (メチルオキシラン)] のようにです。^{[ 11 ]}^{[ 14 ]}

CAインデックス名

CASは物質の登録簿を維持しています。^{[ 15 ]} CASシステムでは、CRUは構造繰り返し単位（SRU）と呼ばれます。位置の配置にはわずかな違いがあり、たとえば、ポリ（ピリジン-3,5-ジイルチオフェン-2,5-ジイル）はCAS登録簿ではポリ（3,5-ピリジンジイル-2,5-チオフェンジイル）ですが、それ以外はポリマーはIUPACと同様の方法で命名されます。^{[ 16 ]}^{[ 17 ]}

参考文献

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外部リンク

純粋化学および応用化学
ケミカルアブストラクトサービス

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