Substituent

náhľad|350x350bod|Táto molekula má naviazané tri substituenty označené modrou farbou: bróm, metoxy skupinu a etylovú skupinu.
**Substituent** je jeden atóm (alebo skupina atómov), ktorý nahrádza vodíkový atóm v uhľovodíkovom reťazci. V organickej chémii a biochémii sa názvy *substituent*, *[[funkčná skupina]]* a *[[bočný reťazec]]* používajú s viac-menej identickým významom ako vedľajšie reťazce hlavného uhľovodíka, ale v chémii polymérov medzi nimi existujú isté rozdiely. V polyméroch smeruje vedľajší reťazec mimo hlavnej kostry polyméru. V proteínoch sú bočné reťazce naviazané na alfa uhlíkové atómy aminokyselinovej kostry.

Pri pomenovávaní organických zlúčenín sa používa koncovka -*yl*, ak má skupina jednoduchú väzbu a nahrádza jeden vodík. Koncovky -*ylidén* a -*ylidín* sa používajú pre obdobné prípady s dvojitou a trojitou väzbou. Popritom sa v názvosloví používajú čísla na označenie konkrétneho uhlíka v uhľovodíku, na ktorom je substituent naviazaný, ak je táto informácia nutná pre rozlíšenie izomérov. 

Polárny efekt, ktorý substituent spôsobuje, je kombináciou indukčného a mezomérneho efektu. Substituenty zároveň spôsobujú stérické efekty kvôli objemu, ktorý zaberajú.

Produkty chemických reakcií sa často označujú ako *najviac substituovaný* alebo *najmenej substituovaný*. V tomto prípade sa na porovnanie používa metán. Čím viac atómov vodíka sa nahradí za nejaký substituent, tým viac sa považuje molekula za substituovanú. Napríklad:

* Markovnikovovo pravidlo hovorí, že vodík sa naviaže na uhlík alkénovej funkčnej skupiny (dvojitú väzbu), ktorý má viac atómov vodíka (menej alkylových substituentov).
* Zajcevovo pravidlo hovorí, že hlavný produkt reakcie je alkén, ktorý má viac substituentov na dvojitej väzbe.

## Názvoslovie
V organickej chémii sa na tvorbu radikálov používa prípona -*yl*. Radikály sú buď samostatné (ako voľné radikály), alebo súčasťou nejakej molekuly (ako skupina). Tento názov pochádza zo starého názvu pre metanol, „metylén“ (zo starej gréčtiny: μέθυ *méthu*, „víno“ a ὕλη *húlē*, „drevo“, „les“), čo sa neskôr skrátilo na „metyl“. Niekoľko úprav chemického názvoslovia túto koncovku nakoniec zovšeobecnilo i na ostatné organické substituenty.

Pomocou konkrétnych prípon sa určuje, koľko vodíkových atómov nahradil daný substituent v pôvodnom uhľovodíku (alebo inom substituente). Podľa odporúčania IUPAC z roku 1993 platí, že:

* -*yl* znamená, že bol nahradený jeden vodíkový atóm
* -*ylidén* znamená, že dva vodíkové atómy boli nahradené dvojitou väzbou na substituent
* -*ylidín* znamená, že tri vodíkové atómy boli nahradené trojitou väzbou na substituent

Koncovka -*ylidín* sa vyskytuje málokedy a zjavne je variantom písania koncovky -*ylidén*, v postupoch IUPAC sa nespomína.

Pre viac väzieb toho istého druhu, ktorými sa substituent viaže na nadradenú skupinu, sa používajú predpony *di*-, *tri*-, *tetra*- a tak ďalej: -*diyl* (dve jednoduché väzby), -*triyl* (tri jednoduché väzby), -*diylidén* (dve dvojité väzby). Pre viac väzieb rôznych druhov sa tieto koncovky kombinujú: -*ylylidén* (jedna jednoduchá a jedna dvojitá väzba), -*ylylidín* (jedna jednoduchá a jedna trojitá väzba), -*diylylidén* (dve jednoduché a jedna dvojitá väzba).

Pôvodná zlúčenina (uhľovodík) môže byť upravená dvoma spôsobmi:

* Mnohé zlúčeniny majú substituent viazaný na jednom konci (na pozícii 1) a historicky sa neoznačovali číslom. Podľa Pravidiel IUPAC 2013 je však nutné i tento substituent explicitne očíslovať pomocou lokantu vo väčšine mien preferovaných IUPAC. Názov substituentu sa modifikuje odstránením koncovky -*án* (pre alkán) a napojením adekvátnej koncovky. Toto sa „odporúča len pre nasýtené acyklické a monocyklické uhľovodíkové substituenty a pre mononukleárne hydridy kremíka, germánia, cínu, olova a bóru.“ To znamená, že ak existuje karboxylová kyselina s názvom „kyselina *X*-ová“, alkohol s názvom „*X*-anol“ (alebo „*X*-ylalkohol“) alebo alkán s názvom „*X*-án“, tak „*X*-yl“ označuje rovnaký uhlíkový reťazec, bez týchto skupín (karboxylovej či hydroxylovej skupiny), ale upravený a naviazaný na inú molekulu.
* Druhý všeobecný spôsob vyžaduje explicitné číslovanie každej koncovky -*yl* (pre prípad, že má substituent viacero miest, ktorými sa viaže na hlavný uhľovodík), a to i na pozícii 1 (okrem koncovky -*ylidín*, pretože trojitá väzba musí byť na konci uhlíkového reťazca). *Pentán-1-yl* je príklad tvorby názvu substituentu touto metódou a je synonymom pre *pentyl*, ktorý vzniká predchádzajúcim postupom. Tento názov naznačuje, že substituent sa na hlavný uhľovodík viaže jednoduchou väzbou (*-yl*) na prvom uhlíku (*-1-*) z piatich uhlíkov (*pentán-*).

Niektoré názvy, napríklad „vinyl“ (vo význame „polyvinyl“) reprezentujú len časť celého chemického názvu substituentu. Funkčné skupiny môžu mať i iné podoby (napr. amíny alebo nitrily).

## Metánové substituenty
Podľa pravidiel uvedených vyššie má uhlíkový atóm v molekule, ktorý je pokladaný za substituent, nasledujúce názvy podľa toho, koľko vodíkov je naňho naviazaných a akými väzbami sa viaže na zvyšok molekuly:

## Štruktúra
V štruktúrnom vzorci sa organické substituenty, napríklad metyl, etyl alebo aryl, často zapisujú ako *R* (alebo R1, R2 a tak ďalej). Toto označuje zástupný symbol, pričom *R* pochádza zo slova *radikál* a môže reprezentovať akúkoľvek časť vzorca, ktorú autor uzná za vhodnú. Poprvé tento symbol použil Charles Frédéric Gerhardt v roku 1844.

Elektronegatívne substituenty, napríklad halidy, sa často označujú symbolom *X*. Tento symbol poprvé použil Stanislao Cannizzaro v roku 1858.

## Štatistická distribúcia
Jedna chemoinformatická štúdia identifikovala 849 574 unikátnych substituentov v celkom 3 043 941 molekulách. Tieto substituenty mali maximálne 12 nevodíkových atómov a obsahovali len uhlík, vodík, dusík, kyslík, síru, fosfor, selénium a halogenidy. Päťdesiat rôznych substituentov sa dá považovať za bežné, pretože sa nachádzali vo viac ako 1% skúmaných molekúl, a 438 substituentov sa nachádzalo v aspoň 0,1% skúmaných molekúl. 64% substituentov sa nachádzalo len v jedinej molekule. Medzi nabežnejších päť substituentov patria metylová, fenylová, chlórová, metoxy a hydroxylová skupina. Celkový počet organických substituentov sa odhaduje na asi 3,1 milióna, čo umožňuje až 6,7×1023 molekúl. Celkom sa dá získať nekonečno substituentov jednoduchým predĺžením dĺžky uhlíkového reťazca. 

## Referencie

## Zdroj

Kategória:Organické zlúčeniny
Kategória:Chemické názvoslovie