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IUPAC有机物命名法简介
王大刚整理
有机化合物的命名依据国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC) 公布的《有机化学命名法》和中国化学会公布的《有机化学命名原则》。
简史:最初,人们对少数有机化合物只有一些表面的认识,那时是根据它们的来源和性质命名的。例如,甲烷是由池沼里植物腐烂产生的气体中得到的,因此称为沼气。随着有机化学的发展,有机化合物日益增多,人们对它们的认识也从性质发展到结构,这就需要有一个根据结构的命名方法。
1892年,各国化学家在日内瓦举行国际化学会议,拟定了有机化合物系统命名法。1930年在比利时的列日召开国际化学联合会,修订并发展了该命名法。此后经过IUPAC的多次修订,1979年公布的《有机化学命名法》已普遍为各国所采用。中国的《有机化学命名原则》(1980)是根据该命名法,结合中国文字特点制定的。
1:取代基的顺序规则 当主链上有多种取代基时,由顺序规则决定名称中基团的先后顺序。一般的规则是:
取代基的第一个原子质量越大,顺序越高; 如果第一个原子相同,那么比较它们第一个原子上连接的原子的顺序;如有双键或三键,则视为连接了2或3个相同的原子。
以次序最高的官能团作为主要官能团,命名时放在最后。其他官能团,命名时顺序越低名称越靠前。 2:主链或主环系的选取
以含有主要官能团的最长碳链作为主链,靠近该官能团的一端标为1号碳。 如果化合物的核心是一个环(系),那么该环系看作母体;除苯环以外,各个环系按照自己的规则确定1号碳,但同时要保证取代基的位置号最小。 支链中与主链相连的一个碳原子标为1号碳。 3:数词
位置号用阿拉伯数字表示。 官能团的数目用汉字数字表示。
碳链上碳原子的数目,10以内用天干表示,10以外用汉字数字表示。 一):各类化合物的具体规则 1烷烃
找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙...)代表碳数,碳数多于十个时,以中文数字命名,如:十一烷。
从最近的取代基位置编号:1、2、3...(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以 - 隔开。
有多个取代基时,以取代基数字最小且最长的碳链当主链,并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基。
有两个以上的取代基相同时,在取代基前面加入中文数字:一、二、三...,如:二甲基,其位置以 , 隔开,一起列于取代基前面。 2烯烃
命名方式与烷类类似,但以含有双键的最长键当作主链。
以最靠近双键的碳开始编号,分别标示取代基和双键的位置。 若分子中出现二次以上的双键,则以“二烯”或“三烯”命名。 烯类的异构体中常出现顺反异构体,故须注明“顺”或”反”。 3炔烃
命名方式与烯类类似,但以含有叁键的最长键当作主链。 以最靠近叁键的碳开始编号,分别标示取代基和叁键的位置。 炔类没有环炔类和顺反异构物。
分子中既有双键又有三键时,名字以烯先炔后,分别标注位置号,碳数写在“烯”前面。 4卤代烃·醚
卤代烃命名以相应烃作为母体,卤原子作为取代基。
如有碳链取代基,根据顺序规则碳链要写在卤原子的前面;如有多种卤原子,列出次序为氟、氯、溴、碘。
醚的命名以碳链较长的一端为母体,另一端和氧原子合起来作为取代基,称烃氧基。 5醇
醇的命名,以含有醇羟基的最长碳链为主链;
由这条链上的碳数决定叫某醇,编号时让醇羟基的位置号尽量小; 其他基团按取代基处理。
主链上有多个醇羟基时,可以按羟基的数目分别称为二醇、三醇等。 6醛
醛的命名,以含有醛基的最长的碳链为主链,其他部分作为取代基; 决定名称的碳数包括醛基的一个碳。
如果有多个醛基,则以含有2个醛基的最长碳链为主链,称二醛。 醛基作取代基时称甲酰基(或氧代)。 7酮
以含有酮羰基最长的碳链为主链,按此链上的碳数(包括该羰基)称为“某酮”;并把羰基的位置号标在前面,尽量使位置号最小。 如果主链上有多个羰基,可称为二酮、三酮等。 羰基作取代基时称“氧代”。 8羧酸
以含有羧基的最长碳链为主链,依照碳数(包括羧基)称为某酸。 主链上有2个羧基时,称为二酸。 羧酸酐
以形成酸酐的酸的名称称呼酸酐,再加“酐”字。 (如:CH3CO-O-CO-C2H5——乙酸丙酸酐)
若形成酸酐的两分子酸相同,直接称为“某酸酐”。 9酯
以形成酯的酸和醇的名称命名,称为某酸某(醇)酯或某醇某酸酯。 若有多个醇或酸分子参与成酯,那么要在相应的醇或酸前面加上数目。 10胺类
以与氮原子相连的最长碳链为主链,按照该链上的碳原子数称为“某胺”;
若是亚胺,氮原子上的较短烃基视作取代基,命名时称“N-某基”(N表示取代基连在氮上) 11:脂环烃类 单脂环烃
环烷烃的命名与烷烃类似,直接在烷类前面加“环”字即可。
环烯烃的命名与烯烃类似,编号由双键先设定为 1 , 2 号碳。
12芳香族化合物 苯环系
苯的卤代物、烷基代物等,先称呼取代基的位置号和名称,再加“苯”字。甲基、乙基等简单烷基的“基”字可以省去。(如:1,2-二甲苯)
苯的烯、炔、醇、醛、酮、羧酸、磺酸、胺基代物等,以取代基的原形作为母体,先称“苯”(表示苯基),再称取代基的原形,编号时以取代基为主链,苯环为支链,与取代基相连的碳为1号碳。(如:苯乙烯)
芳烃的羟基代物称为酚,对于苯来说是苯酚。苯环上直接连有两个羟基时叫苯二酚。 其他环系
各种芳环系都有不同的名字,其取代物的命名方法和苯环类似。但这些环系一般都固定了编号的顺序(而不是像苯环一样只由取代基决定): 萘环系 蒽环系
双官能团和多官能团化合物的命名: 双官能团和多官能团化合物的命名关键是确定母体。常见的有以下几种情况:
① 当卤素和硝基与其它官能团并存时,把卤素和硝基作为取代基,其它官能团为母体。
② 当双键与羟基、羰基、羧基并存时,不以烯烃为母体,而是以醇、醛、酮、羧酸为母体。
③ 当羟基与羰基并存时,以醛、酮为母体。 ④ 当羰基与羧基并存时,以羧酸为母体。
⑤ 当双键与三键并存时,应选择既含有双键又含有三键的最长碳链为主链,编号时给双键或三键以尽可能低的数字,如果双键与三键的位次数相同,则应给双键以最低编号。
IUPAC常见基团优先级:羧基、磺酸基、烃氧羰基、卤甲酰基、氨基甲酰基、氰基、甲酰基、氧代、羟基(醇)、羟基(酚)、氨基、烃氧基、烯、炔、烷烃基、卤代、硝基、亚硝基(以前面的为母体,后面的为取代基)
这些官能团的等级大小如下:
-COOH>-SO3H>-COOR>-COCl>-CONH2>-CN>-CHO>-OH>-NH2>-R>-NO2 越靠前的官能团所在链为主链,其余的做支链, CH3-CH-CH2-CH-CH2-CHO | | CH3 OH 名称:2-甲基-4-羟基-己醛。
IUPAC常见基团优先级:
羧酸>酸酐>酯>酰氯>酰胺>氰基>醛>酮>醇>硫醇>氨基>醚>硫醚>烯>炔>卤素>硝基>烷基
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