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第四章 化合物的命名
4.1、烷烃的命名
烷烃常用的命名法有普通命名法和系统命名法两种。
一、 普通命名法
根据分子中碳原子数目称为“某烷”,碳原子数十个以内的依次用甲、乙、丙、丁、戊……癸表示,十以上的用汉字数字表示碳原子数,用正、异、新表示同分异构体。例如:
正戊烷 异戊烷 新戊烷
普通命名法简单方便,但只能适用于构造比较简单的烷烃。对于比较复杂的烷烃必须使用系统命名法。
二、系统命名法
1、 烷基
烷基 烷烃分子中去掉一个氢原子而剩下的原子团称为烷基。常见的烷基如下:
2、系统命名法(IUPAC命名法)
系统命名法是中国化学学会根据国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC)制定的有机化合物命名原则,再结合我国汉字的特点而制定的。系统命名法规则如下:(1)选择主连(母体)。
a、选择含碳原子数目最多的碳链作为主链,支链作为取代基。
b、分子中有两条以上等长碳链时,则选择支链多的一条为主链。
例如:
(2)、碳原子的编号。
a、从最接近取代基的一端开始,将主链碳原子用1、2、3……编号。
b、从碳链任何一端开始,第一个支链的位置都相同时,则从较简单的一端开始编号。
例如: 1 2 3 4 5 6 7 编号正确
CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH3
7 CH3 CH2-CH3 1 编号错误
c、若第一个支链的位置相同,则依次比较第二、第三个支链的位置,以取代基的系列编号最小(最低系列原则)为原则。
1 2 3 4 5 6 7 8 编号正确
例如: CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH-CH3
8 CH3 CH3 CH3 1 编号错误
(3)、烷烃名称的写出。
a、将支链(取代基)写在主链名称的前面。b、取代基按“次序规则”小的基团优先列出{烷基的大小次序:甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基}。c、相同基团合并写出,位置用2,3……标出, 取代基数目用二,三……标出。d、表示位置的数字间要用逗号隔开,位次和取代基名称之间要用“半字线”隔开。
可将烷烃的命名归纳为十六个字:最长碳链,最小定位,同基合并,由简到繁。
4.2、脂环烃
一、环烷烃的命名
环烷烃的系统命名法与烷烃的类似,规则如下:(1)根据分子中成环碳原子数目,称为环某烷。(2)把取代基的名称写在环烷烃的前面。(3)取代基位次按“最低系列”原则列出,基团顺序按“次序规则”小的优先列出。
例如:
二、环烯烃的命名
(1)主体称为环某烯。
(2)以双键的位次和取代基的位置最小为原则。
三、多环烃的命名
1、桥环烃(二环、三环等) 分子中含有两个或多个碳环的多环化合物中,其中两个环共用两个或多个碳原子的化合物称为桥环化合物。
编号原则:从桥的一端开始,沿最长桥编致桥的另一端,再沿次长桥致始桥头,最短的桥最后编号。
命名:根据成环碳原子总数目称为环某烷,在环字后面的方括号中标出除桥头碳原子外的桥碳原子数(大的数目排前,小的排后),(如左图)。其它同环烷烃的命名。例如:上图的化合物可以命名为 7,7-二甲基二环[2,2,1]庚烷。
2、螺环烃
两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烃。
编号原则:从较小环中与螺原子相邻的一个碳原子开始,徒经小环到螺原子,再沿大环致所有环碳原子。
命名:根据成环碳原子的总数称为环某烷,在方括号中标出各碳环中除螺碳原子以外的碳原子数目(小的数目排,大的排后),其它同烷烃的命名。
4.3、烯烃的命名
1、烯烃系统命名法
烯烃系统命名法,基本和烷烃的相似。其要点是:(1)选择含碳碳双键的最长碳链为主链,称为某烯。(2)从最靠近双键的一端开始,将主链碳原子依次编号。
(3)将双键的位置标明在烯烃名称的前面(只写出双键碳原子中位次较小的一个)。(4)其它同烷烃的命名原则。例如:上两个化合物的命名为2-乙基-1-戊烯和2,5-二甲基-2-己烯。
2、 顺、反异构体的命名
(1)、顺、反命名法:即在系统名称前加“顺”或“反”字。
例如:
顺反命名法有局限性,即在两个双键碳上所连接的两个基团彼此应有一个是相同的,彼此无相同基团时,则无法命名其顺反。
例如:
为解决上述构型难以用顺、反将其命名的难题,IUPAC规定,用Z、E命名法来标记顺反异构体的构型。
(2)、Z、E命名法(顺序规则法)
一个化合物的构型是Z型还是E型,要由“顺序规则”来决定 。Z、E命名法的具体内容是:分别比较两个双键碳原子上的取代基团按“顺序规则”排出的先后顺序,如果两个双键碳上排列顺序在前的基团位于双键的同侧,则为Z构型,反之为E构型。Z是德文 Zusammen 的字头,是同一侧的意思。E是德文 Entgegen 的字头,是相反的意思。
顺序规则的要点:①、比较与双键碳原子直接连接的原子的原子序数,按大的在前、小的在后排列。例如:
I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > D > H
-Br > -OH > -NH2 > -CH3 > H
②、如果与双键碳原子直接连接的基团的第一个原子相同时,则要依次比较第二、第三顺序原子的原子序数,来决定基团的大小顺序。例如:
CH3CH2- > CH3- (因第一顺序原子均为C,故必须比较与碳相连基团的大小)
CH3-中与碳相连的是C(H、H、H);CH3CH2-中与碳相连的是C(C、H、H),所以CH3CH2-大。同理:(CH3)3C- > CH3CH(CH3)CH- > (CH3)2CHCH2- > CH3CH2CH2CH2-。
③、当取代基为不饱和基团时,则把双键、三键原子看成是它与多个某原子相连。例如:
相当于 相当于
Z、E命名法举例如下:
从下例可以说明,顺、反命名和Z、E命名是不能一一对应的,应引起注意。
3、几个重要的烯基
烯基:烯烃从形式上去掉一个氢原子后剩下的一价基团。
4.4、炔烃的命名
炔烃的系统命名法和烯烃相似,只是将“烯”字改为“炔”字。而烯炔(同时含有三键和双键的分子)的命名主要有如下的规则:(1)选择含有三键和双键的最长碳链为主链;(2)主链的编号遵循链中双、三键位次最低系列原则;(3)通常使双键具有最小的位次。
4.5、芳烃的命名
芳烃分子去掉一个氢原子所剩下的基团称为芳基(Aryl)用Ar表示。
一、取代芳烃的命名
1、一元取代苯的命名
(1)、当苯环上连的是烷基(R-),-NO2,-X等基团时,则以苯环为母体,叫做某基苯。
例如:
(2)、当苯环上连有-COOH,-SO3H,-NH2,-OH,-CHO,-CH=CH2或R较复杂时,则把苯环作为取代基。
例如:
2、二元取代苯的命名
取代基的位置用邻、间、对或1,2; 1,3; 1,4表示。
例如:
3、 多取代苯的命名
(1)、取代基的位置用邻、间、对或2,3,4,……表示。(2)、母体选择原则(按以下排列次序,排在后面的为母体,排在前面的作为取代基。)
选择母体的顺序如下:-NO2、 -X、 -OR(烷氧基)、 -R(烷基)、 -NH2、 -OH、 -COR、 -CHO、 -CN、-CONH2(酰胺)、 -COX(酰卤)、 -COOR(酯)、 -SO3H、 -COOH、 -N+R3等
例如:
4.6、卤代烃
简单的卤代烃用普通命名或俗名(称为卤代某烃或某基卤)。
复杂的卤代烃用系统命名法(把卤素作为取代基)。编号一般从离取代基近的一端开始,取代基的列出按“顺序规则”小的基团先列出。
例如:
卤代烯烃命名时,以烯烃为母体,以双键位次最小编号。
卤代芳烃命名时,以芳烃为母体。侧链卤代芳烃命名时,卤原子和芳环都作为取代基。
4.7、醇、酚、醚
一、醇的命名
1、俗名称法:如乙醇俗称酒精,丙三醇称为甘油等。
2、简单的一元醇用普通命名法命名。例如:
3、系统命名法
结构比较复杂的醇,采用系统命名法。选择含有羟基的最长碳链为主链,以羟基的位置最小编号,……称为某醇。
例如:
多元醇的命名,要选择含-OH尽可能多的碳链为主链,羟基的位次要标明。
例如:
二、酚的命名
酚的命名一般是在酚字的前面加上芳环的名称作为母体,再加上其它取代基的名称和位次。特殊情况下也可以按次序规则把羟基看作取代基来命名。
三、醚的命名
1、简单醚在“醚”字前面写出两个烃基的名称。例如,乙醚、二苯醚等。
2、混醚:是将小基排前大基排后;芳基在前烃基在后,称为某基某基醚。
例如:
3、结构复杂的醚用系统命名法命名。
例如:
4.8、醛酮的命名
选择含有羰基的最长碳链为主链,从靠近羰基的一端开始编号。例如:
碳原子的位置也可用希腊字母表示。例如:
4.9、胺的命名
一、普通命名法
以胺为官能团,把烃基名称和数目写在前,按从简单到复杂依次写出,最后加上“胺”。例如:
甲胺 苯胺 甲基乙基环丙胺 二甲胺 甲乙胺
二、系统命名法
把—NH2作为取代基,例如:
2-甲基-4-氨基戊烷 对氨基苯甲酸
2-甲基-4-(N,N-二乙基)戊烷
芳胺:
N-甲基-N-乙基苯胺 N,N-二乙基苯胺
季铵类:
溴化四乙铵 氢氧化三甲基乙基铵
4.10、羧酸及其衍生物的命名
羧酸命名总的原则同前面几章所讲内容相同,只不过在选主链时要选含羧基的最长链为主链、母体的名称用“酸”。例如:
3-甲基丁酸 2-丁烯酸 邻羟基苯甲酸 α-萘乙酸
β-甲基丁酸 巴豆酸
3-甲基己二酸 邻苯二甲酸 4-苯基-2-丁烯酸
酰卤和酰胺根据酰基称为某酰某。
酸酐的命名是在相应羧酸的名称之后加一“酐”字。例如:
酯的命名是根据形成它的酸和醇称为某酸某酯。例如:
4.11、杂环化合物的命名
按外文名词译音,并以口做偏旁,表示环状化合物。例如:呋喃,读作“夫南”。杂环编号:(1)单杂环编号时,总是以杂原子为”1”位;(2)环中有相同的原子则由带取代基的一个杂原子开始(或从离取代基最近的一个杂原子开始);(3)如果环中有两个或几个不同的杂原子,则按照O---S----N的顺序编号。
I:五元环:五元环中含多个杂原子的,其中有一个为氮原子的叫做唑。
呋喃 噻吩 吡咯 咪唑 吡唑 噻唑
II:六元环:
吡喃 吡啶 咪啶 吡嗪
III:稠杂环
吲哚 嘌呤 苯并吡喃
喹啉 异喹啉 喋啶
其它的杂环化合物命名同上,如:
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