有机化学概论
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2.2 有机化合物的命名概述

现代书籍、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(IUPAC)命名法,后者简称系统命名法。当然在工业上以及日常生活中,常见物质的俗名经常出现。

2.2.1 基团

有机物失去一个原子或一个原子团后剩余的部分即为基团,其名称与原来的有机物及其组成有关。基团包括各种官能团和以游离状态存在的自由基。

(1)(环)烷基

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。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。丁烷有两种异构体,每种异构体分子中都有两种不同的氢,所以能产生四种丁基。戊烷有三种异构体,一共可产生八种戊基。

烷基可以用普通命名法命名,也可以用系统命名法命名。

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(CH32CH—结构,而链的其他部位无支链。新(neo)表示链的端基有(CH33C—结构,而链的其他部位无支链。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,选一条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,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。

表2-3列出了一些常见烷基的名称。

表2-3 常见烷基的名称

取代烷基的命名是在烷基前面加上取代基,如氯甲基,ClCH2—。

烷烃分子去掉两个氢原子后叫亚某基,如亚甲基等。

环烷烃分子失去氢得到环烷基,如环丁基等。

(2)烯基

烯烃去掉一个氢原子,称为某烯基。烯基的编号从带有自由价的碳原子开始。下面是三个烯基的普通命名法和IUPAC命名法。

注意烯丙基和丙烯基的区别。烯丙基是丙烯失去双键碳以外碳上的氢得到的基团,丙烯基是丙烯直接失去双键碳上的氢得到的基团,烯丙基因其存在特殊的结构而呈现特殊的性质,在后期学习中经常用到。

(3)炔基

炔烃去掉一个氢原子即得炔基,与烯基极为类似,如:

(4)芳基

芳烃分子中去掉1个氢原子后,剩下的基团称为芳基,可用“Ar—”表示。苯分子去掉1个氢原子后剩下的基团(C6H5—)称为苯基,也可用“Ph—”表示。甲苯分子中甲基上去掉1个氢原子后得到的基团称为苯甲基或苄基。甲苯分子中苯环上去掉1个氢原子后剩下的基团称为甲苯基,根据失去的氢原子与甲基的相对位置,甲苯基有3种。例如:

(5)烷氧基

醇分子中去掉1个羟基氢原子后,剩下的基团称为烷氧基,通式为RO—,名称为某氧基。

(6)酰基

酰基指的是有机或无机含氧酸去掉羟基后剩下的一价原子团,通式为R—M(O)—。通常酰基中的M原子都为碳,但硫、磷等原子也可以形成类似的酰基化合物,如磺酰基等。

羰基与酰基的区别:羰基是能连两个基团的原子团,而酰基则是一端已经连上了一个烃基,只能再连一个烃基的原子团。

2.2.2 取代基的次序规则

有机化合物中各种基团可以按一定的规则来排列其先后次序,这个规则称为次序规则,其主要内容如下。

① 将单原子取代基按原子序数大小排列,原子序数大的顺序在前,原子序数小的顺序在后,在同位素中质量高的顺序在前,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

② 在原子团参与的比较中,要依次比较其中的原子,大原子所在的原子(团)顺序在前,各原子不可加和。如果第一个原子不同,则大原子所在原子(团)顺序在前;若相同,则比较与它相连的其他原子,比较时,先比较最大的,若相同,再按顺序比较居中的、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他原子,在—CH2Cl中拿Cl和在—CHF2中拿F比较,因为Cl比F在前,故—CH2Cl在前。一定不要拿一个Cl、两个H的原子序数加和与两个F和一个H的原子序数加和比较。

③ 含有双键或三键的基团,可认为连有两个或三个相同的原子。

由次序规则可以判断,下列基团排列顺序为:

2.2.3 官能团优先次序

当对多个官能团分子进行命名时,存在哪个官能团作母体,哪个作取代基的问题,需要有一个确定官能团优先次序的规定。

当一个有机物分子中出现两种或两种以上官能团时,把序号排在前面的作为母体,排在后面的看成取代基。

本章所述的命名问题,主要涉及基本的命名规则,有关特别复杂物质的命名在此不作论述,有关复杂同分异构的命名将在后续有关章节学习。