有机化合物的命名

第二章有机化合物的命名有机化合物种类繁多，数目庞大，即使同一分子式，也有不同的异构体，若没有一个完整的命名（nomenclature）方法来区分各个化合物，在文献中会造成极大的混乱，因此认真学习每一类化合物的命名是有机化学的一项重要内容。现在书籍、期刊中经常使用普通命名法和国际纯粹与应用化学联合会（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry）命名法,后者简称IUPAC命名法。有机化合物的命名方法概述1892年——日内瓦命名法CCS命名法1980年——有机化学命名原则1931年——IUC命名法多次修订、补充……1960年——有机化学物质的系统命名原则1979年——有机化学命名法CCS以IUPAC基本原则为准则，结合中文特点稍有不同。1、系统命名法的产生过程IUPAC命名法1932年——化学命名原则2、介绍几个基础概念1.化学介词代——母体化合物的氢，被其它基团取代–ClCH3–NO2硝基(代)甲烷氯(代)苯缩——缩去小分子(H2O、NH3等)生成的化合物CH3–CH=OH–O–CH2CH3H–O–CH2CH3CH3–CHO–CH2CH3O–CH2CH3乙醛缩二乙醇介词并不重要，绝大部分用“代”，但一般可省略。许多不常用的介词读一两例便知。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一……乙醛乙醇C和H的分类CH3—CH2—CH—C—CH3CH3CH3CH3伯(10)叔(30)仲(20)季(40)2.基、亚基、次基一个化合物，形式上去掉一个单价原子或基团，剩余的部分——基。H–CH3H–CH2–CH3CH3–CH2–CH3–CH3–C2H5–CH2–CH3–C3H7–CH(CH3)2CH2–CH甲基亚甲基次甲基–CH2–CH2–CH3CH3–CH–CH3乙基正丙基异丙基–H–H(10)–H(20)–H–H–HCH3–CH2–CH2–CH3–C4H9CH3–CH2–CH–CH3正丁基仲丁基–H(10)–H(20)CH3–CH–CH3CH3正丁烷异丁烷–H(10)–H(30)CH3–CH–CH2–CH3异丁基叔丁基CH3–CH=CH2丙烯基烯丙基CH3–C–CH3CH3CH2=CH2乙烯基CH3–CH=CH––H–CH2–CH=CH2–HCH3–C=CH2–H异丙烯基CH2=CH––H目录一、链烷烃的命名二、环烷烃的命名三、烯烃和炔烃的命名四、芳香烃的命名五、烃衍生物的系统命名六、烃衍生物的普通命名七、有机金属化合物的命名八、杂环化合物的命名九、糖的命名十、氨基酸和多肽的命名一、链烷烃的命名1系统命名法（1）直链链烷烃的命名（2）支链链烷烃的命名（i）碳原子的级（ii）烷基的名称（iii）顺序规则（iv）名称的基本格式（v）命名原则和命名步骤2普通命名法3衍生物命名法4俗名1.系统命名法（1）直链烷烃的命名直链烷烃（n−alkanes）的名称用“碳原子数+烷”来表示。当碳原子数为1~10时，依次用天干——甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸——表示。碳原子数超过10时，用数字表示。例如：六个碳的直链烷烃称为己烷。十四个碳的直链烷烃称为十四烷。烷烃的英文名称是alkane，词尾用ane。表1列出了一些正烷烃的中英文名称：表1正烷烃的名称构造式中文名英文名CH4甲烷methaneCH3CH3乙烷ethaneCH3CH2CH3丙烷propaneCH3(CH2)2CH3（正）丁烷n-butaneCH3(CH2)3CH3（正）戊烷n-pentaneCH3(CH2)4CH3（正）己烷n-hexaneCH3(CH2)5CH3（正）庚烷n-heptaneCH3(CH2)6CH3（正）辛烷n-octaneCH3(CH2)7CH3（正）壬烷n-nonaneCH3(CH2)8CH3（正）癸烷n-decaneCH3(CH2)9CH3（正）十一烷n-undecaneCH3(CH2)10CH3（正）十二烷n-dodecaneCH3(CH2)11CH3（正）十三烷n-tridecaneCH3(CH2)12CH3（正）十四烷n-tetradecaneCH3(CH2)13CH3（正）十五烷n-pentadecaneCH3(CH2)14CH3（正）十六烷n-hexadecaneCH3(CH2)15CH3（正）十七烷n-heptadecane构造式中文名英文名CH3(CH2)16CH3（正）十八烷n-octadecaneCH3(CH2)17CH3（正）十九烷n-nonadecaneCH3(CH2)18CH3（正）二十烷n-icosaneCH3(CH2)19CH3（正）二十一烷n-henicosaneCH3(CH2)20CH3（正）二十二烷n-docosaneCH3(CH2)28CH3（正）三十烷n-triacontaneCH3(CH2)29CH3（正）三十一烷n-hentriacontaneCH3(CH2)30CH3（正）三十二烷n-dotriacontaneCH3(CH2)38CH3（正）四十烷n-tetracontaneCH3(CH2)48CH3（正）五十烷n-pentacontaneCH3(CH2)58CH3（正）六十烷n-hexacontaneCH3(CH2)68CH3（正）七十烷n-heptacontaneCH3(CH2)78CH3（正）八十烷n-octacontaneCH3(CH2)88CH3（正）九十烷n-nonacontaneCH3(CH2)98CH3（正）一百烷n-hectaneCH3(CH2)132CH3（正）一百三十四烷n-tetratriacontanehectane以上20个碳以内的烷烃要比较熟悉，以后经常要用。烷烃的英文名称变化是有规律的，认真阅读上表即可看出。表中的正（n−）表示直链烷烃，正（n−）可以省略。（2）支链烷烃的命名有分支的烷烃称为支链烷烃（branched−chainalkanes）。（i）碳原子的级下面化合物中含有四种不同碳原子：CH3CCH3CH3CCH3HCHHCH3(i)(i)(i)(i)(i)(ii)(iii)(iv)①与一个碳相连的碳原子是一级碳原子，用1˚C表示（或称伯碳，primarycarbon），1˚C上的氢称为一级氢，用1˚H表示。②与两个碳相连的碳原子是二级碳原子，用2˚C表示（或称仲碳，secondarycarbon），2˚C上的氢称为二级氢，用2˚H表示。③与三个碳相连的碳原子是三级碳原子，用3˚C表示（或称叔碳，tertiarycarbon），3˚C上的氢称为三级氢，用3˚H表示。④与四个碳相连的碳原子是四级碳原子，用4˚C表示（或称季碳，quaternarycarbon）（ii）烷基的名称烷烃去掉一个氢原子后剩下的部分称为烷基。英文名称为alkyl，即将烷烃的词尾−ane改为−yl。烷基可以用普通命名法命名，也可以用系统命名法命名。表2列出了一些常见烷基的名称。CH3CH3CH2CH3CH2CH2CH3CHCH312甲基（methyl，缩写Me）乙基（ethyl，缩写Et）乙基（ethyl，缩写Et）（正）丙基（n−propyl，缩写n−Pr）丙基（propyl，缩写Pr）异丙基（isopropyl，缩写i−Pr）1−甲基乙基（1−methylethyl）甲烷CH4乙烷CH3CH3丙烷CH3CH2CH3甲基（methyl，缩写Me）烷烃相应的烷基普通命名法IUPAC命名法中文名称（英文名称）中文名称（英文名称）甲烷、乙烷分子中只有一种氢，只能产生一种甲基和一种乙基。丙烷分子中有两种不同的氢，可以产生两种丙基。表2一些常见烷基的名称CH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3123CH3CHCH3CH3CH3CHCH2CH3123CH3CCH3CH312（正）丁烷CH3(CH2)2CH3（正）丁基（n−butyl，缩写n−Bu）丁基（butyl，缩写Bu）二级丁基或仲丁基（sec−butyl，缩写s−Bu）1−甲（基）丙基（1−methylpropyl）异丁烷异丁基（isobutyl，缩写i−Bu）2−甲基丙基（2−methylpropyl）三级丁基或叔丁基（tert−butyl，缩写t−Bu）1,1−二甲基乙基（1,1−dimethylethyl）丁烷有两种异构体，每种异构体分子中都有两种不同的氢原子，所以能产生四种丁基。续表2CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CHCH312343CH3CH2CHCH2CH312（正）戊烷CH3(CH2)3CH3（正）戊基（n−pentyl或n−amyl）戊基（n−pentyl）－1−甲基丁基（1−methylbutyl）－1−乙基丙基（1−ethylpropyl）戊烷有三种异构体，一共可产生八种戊基。续表2CH3CHCH2CH3CH3CH3CHCH2CH2CH31234CH3CHCHCH3CH3123CH3CCH2CH3CH31231234CH2CHCH2CH3CH3异戊烷异戊基（iso−pentyl）3−甲基丁基（3−methylbutyl）－1,2−二甲基丙基（1,2−dimethylpropyl）三级戊基或叔戊基（tert−pentyl）1,1−二甲基丙基（1,1−dimethylpropyl）－2−甲基丁基（2−methybutyl）续表2CH3CCH3CH3CH3CH3CCH2CH3CH3新戊烷新戊基（neopentyl）2,2−二甲基丙基（2,2−dimethylpropyl）*1括号中的正字可以省略；*2在英文命名时，正用n−，异用iso−或i−，新用neo，二级用词头sec−（或s−），三级用词头tert−（或t−）表示，后面有一短横线。续表2命名时，用什么方法来区分碳原子数相同但结构不同的烷基？普通命名法通过词头来区分它们。词头正（n）表示该烷基是一条直链。异（iso）表示链的端基有(CH3)2CH结构，而链的其它部位无支链。新表示链的端基有(CH3)3CCH2的结构，而链的其它部位无支链。此外还可以用二级、三级等词头来表明失去氢原子的碳为二级碳和三级碳。显然烷基的普通命名只适用于简单的烷基。烷基的系统命名法适用于各种情况，它的命名方法是：将失去氢原子的碳定位为1，从它出发，选一个最长的链为烷基的主链，从1位碳开始，依次编号，不在主链上的基团均作为主链的取代基处理。写名称时，将主链上的取代基的编号和名称写在主链名称前面。例如：下面的烷基从1号碳出发，有三个编号的方向，选碳原子数最多的方向编号，该碳链为烷基的主链，称为丁基（butyl），在该主链的1位碳上有两个取代基：甲基、乙基。所以该烷基的名称为1−甲基−1−乙基丁基。CH3CH2CH2CCH2CH31234CH3（iii）顺序规则有机化合物中的各种基团可以按一定的规则来排列先后次序，这个规则称为顺序规则（cahn−lngold−prelogsequence），其主要内容如下：①将单原子取代基按原子序数（atomicnumber）大小排列，原子序数大的顺序在前，原子序数小的顺序在后，有机化合物中常见的元素顺序如下：I＞Br＞Cl＞S＞P＞F＞O＞N＞C＞D＞H在同位素（isotope）中质量高的顺序在前。②如果两个多原子基团的第一个原子相同，则比较与它相连的其它原子，比较时按原子序数排列，先比较最大的，仍相同，再顺序比较居中的、最小的。如−CH2Cl与−CHF2，第一个均为碳原子，再按顺序比较与碳相连的其它原子，在−CH2Cl中为−C(Cl,H,H)，在−CHF2中为−C(F,F,H)，Cl比F在前，故−CH2Cl在前。如果有些基团仍相同，则沿取代链逐次相比。③含有双键或叁键的基团，可认为连有两个或三个相同的原子，例如下列基团排列顺序为：C(CH3)3CCHCHCH2CH(CH3)2CH2CH3CH3C(C)(C)C(C)(C)HCCH3CH3CH3C(C)HC(C)HHCCH3HCH3CHHCH3CHHHCHCCH(C)(C)COHCH(O)O(C)此外如苯基、醛基、氰基等的排序如下：CNC(N)(N