大连理工大学有机化学——有机化合物的分类及命名

Chapter2第2章有机化合物的分类及命名homesite-碳架：有机化合物中，碳原子互相连接成链或环，是分子的骨架，又称碳架。杂原子：有机化合物中除C、H以外的原子如N、O、S、P等称为杂原子。2.1.1基本概念官能团：官能团是有机分子中比较活泼易发生化学反应的原子或基团，官能团对化合物的性质起着决定性作用，含有相同官能团的化合物有相似的性质。官能团的结构：大多数官能团是由电负性元素或电极性键组成的基团Chapter22.1.2有机化合物分类的重要性1．为什么要进行分类？有机化合物数目庞大，目前已有近一千万余种，每年以万计数目增长。为了便于系统地学习和研究，必须进行科学的分类。2．分类方法随着有机化学的发展，有机化合物的分类方法也在发展，有多种分类方法。通用的是按分子的碳架结构和有特征反应的官能团两种分类方法。Chapter22.1.3按分子碳架分类1．开链化合物化合物中碳原子连成链状，称为开链化合物，又称为脂肪族化合物。例如：CH3CH2CH2CH3CH3(CH2)10CH2OHCH2=C-CH=CH2CH3CH3(CH2)15CH2COOH正丁烷十二碳醇（月桂醇）异戊二烯十八碳酸（硬脂酸）Chapter22．碳环化合物1)脂环族化合物脂环族化合物的结构和性质与脂肪族化合物的相似，故称为脂环族化合物。例如：OHCOOH环己烷环戊二烯环己醇环戊基甲酸环丙基环己烷Chapter22)芳香族化合物化合物中含有苯环，有芳香性，故称为芳香族化合物。例如：CH2OHCH(CH3)2OH苯苯甲醇异丙基苯β-萘酚菲蒽联苯Chapter2组成环骨架的原子除C外，还有杂原子，这类化合物称为杂环化合物。例如：NOCHONS吡啶呋喃甲醛（糠醛）喹啉噻吩3．杂环化合物Chapter22.1.4按官能团分类按分子中含的官能团对化合物进行分类，有相同官能团的化合物分为一类。如：含羧基（—COOH）的为羧酸，含氰基（—CN）的为腈，含氨基（—NH）的为胺……Chapter2这个表又称官能团优先顺序表，它的顺序要记牢命名时要用到。在教科书中，一般是把这两种分类方法结合，先按碳架分类，再按官能团分为若干系列。Chapter22.2有机化合物的命名方法2.2.1概述2.2.2化学介词、基和表示碳链异构的形容词2.2.3命名方法概述Chapter22.2.1概述命名是有机化学的基本内容。对常见有机化合物能顺利命名，依据名称能写出化合物的结构，由结构能正确命名化合物是学习有机化学的基本要求，也是学好有机化学的基础。学好有机化学的命名方法，先是掌握有机化合物的命名原则和基本方法，对命名有概貌了解，在后面的学习过程中巩固、完善。Chapter2有机化合物的命名方法主要根据国际纯粹和应用化学联合会（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry简称IUPAC）公布的《有机化学命名法》、《有机化合物IUPAC命名指南》，以及中国化学会依据《有机化学命名法》的原则，结合我国文字特点推荐的《有机化学命名原则》。有机化合物的命名也有它的发展历史，形成了诸多的命名方法，有的现在仍在使用。Chapter22.2.2化学介词、基和表示链异构的形容词1．化学介词化学介词是代表化合物中结构组分结合关系的连缀词，在命名和结构关系不会混淆时，介词可以省略或放在括号内。有机化合物常用的介词有8个。有机化合物用现有的命名方法命名不方便，常用化学介词，则很方便。Chapter2化——有机化合物被视为两个基之间的化合，命名时所用的介词。这个介词往往可省略。例如：(CH3CH2)4NBr溴化四乙基铵[(CH3CH2)4N+与Br-化合]C6H6Cl6六氯化苯[看成苯环与六个Cl化合]三苯甲基（化）锂[(C6H5)3C-与Li+化合］十氢化萘［看成萘与十个H化合］(C6H5)3CLiC8H16Chapter2代——母体化合物的氢、其它原子或基团被置换，命名所用的介词。常被省略。这里的“母体化合物”非专指碳氢化合物。例如：CH2ClCHCl21，1，2-三氯（代）乙烷（Cl置换了CH3CH3中H）HSCH2COOH巯基（代）乙酸（HS-置换了CH3COOH中H）硫代丙酮（S置换了CH3COCH3中的O）CH3CCH3SCH3C-SHO乙硫（代）羟酸（S置换了CH3COOH中的OH的O）Chapter2CH3-C-OHS乙硫（代）羰酸（S置换了CH3COOH中的CO的O）Br溴（代）苯（Br置换了中H）合——有机化合物被视为加成产物，加成双方可以是分子或其中一方是基，命名时所用的介词。例如：NH六氢（合）吡啶（是分子，H是基）NChapter2聚——相同或不同分子形成的聚合物命名时，在单体或链节名称前冠以“聚”字。已知聚合度时，在聚字前加表示聚合度的数字。例如：OCHOCHOCHCH3CH3CH3三聚乙醛CH2CHCH3()n聚丙烯CH2CHCl()n聚氯乙烯Chapter2缩——相同或不同的分子间失去水、醇、氨等小分子形成的化合物命名所用的介词。例如：CH3CH=NHNCONH2HOCH2CH2-OCH2CH2OH乙醛缩氨基脲一缩乙二醇CH3CH2CH2CH2CHOOCH2CH2戊醛缩乙二醇Chapter2并——复杂碳环或杂环化合物被视为由两个或多个环系之间通过两位或多位的相互结合形成稠环所用介词。例如：O并四苯苯并菲苯并呋喃苯并吡咯NHChapter2在桥环和螺环化合物编号时，除遵守母体化合物编号原则外，注意杂原子的编号顺序。杂——主要用于杂环化合物的命名。例如：1，4-二氧杂环己烷2-氧杂-3-氮杂双环[2.2.1]庚烷1-氧杂-4-硫杂-8-氮杂螺环[4.5]癸烷氧杂环戊烷OChapter2联——相同的环烃或杂环彼此以单键或双键直接相连，形成集合环所用介词。例如：对联三苯联（二）苯2，3＇-联（二）呋喃1，1＇-联（二）亚环戊二烯Chapter2２.基(1)一价基：一个化合物从形式上消除一个单价的原子或基团，剩下的部分为一价基，简称为基，例如：甲基（正）丙基异丁基仲丁基叔丁基苯基苄基烯丙基乙酰基氨基巯基丙三烯基CH-CH=CH３Chapter2后面四个为复基。基中有支链或复基，常须用编号表示支链或复基中基的位置，编号从消除单价原子或基团的那个原子开始，为1，其余顺序编号。例如：二甲氨（基）甲基2-羟基乙基羧甲基三氯甲基2-甲基丁基2-丙烯基2-环己烯基-CH2CH2OH-CCl3Chapter2(2)亚基：一个化合物形式上消除两个单价或一个双价的原子或基团，剩余部分为亚基。例如：亚甲基亚异丙基苯亚甲基（亚苄基）亚氨基1，2-亚乙基1，6-亚己基邻亚苯基1，3-亚乙氧基Chapter2(3)次基：一个化合物从形式上消除三个单价的原子或基团，剩余部分为次基，命名中的次基限于三个价集中在一个原子上的结构。例如：次甲基次乙基次氨基苯次甲基2-苯基次乙基Chapter2(4)自由基：一个化合物消除一个单电子的原子或基团而构成一个带有未成键的单电子基，称为自由基（也称游离基）。例如：“基”与“自由基”在写法上有区别烯丙基自由基苯甲酸根自由基甲基自由基苯基自由基三苯甲基自由基Chapter2正——直链烃和官能团取代直链烃未端碳上氢所得到的烃的衍生物都用“正”字表示碳链结构。例如：3.表示链异构的形容词CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2-CHO-CH2CH2CH2CH3正丁烷正丁醇正戊醛正丁基Chapter2异——直链结构一末端有两个甲基的特定结构，命名称为异。例如：(CH3)2CH-CH2CH3异戊烷(CH3)2C=CH2异丁烯(CH3)2CHCH2OH异丁醇(CH3)2CH(CH2)2COOH异己酸(CH3)2CHCH2CH2CHO异己醛(CH3)2CH-CH2CH2-异戊基(CH3)2CHCN异丁腈Chapter2新——专指具有叔丁基(CH3)3C-结构的五、六个碳原子的链烃或其衍生物。例如：(CH3)3CCH2OH新戊醇(CH3)3CCH2CH3新己烷(CH3)4C新戊烷(CH3)3CCH2-新戊基(CH3)3CCH=CH2新己烯Chapter2伯、仲、叔、季——表示碳链异构，或碳原子被基取代程度的形容词。分子中连有一个、二个、三个和四个烃基的碳原子，分别称为伯、仲、叔和季碳原子，也可以分别称作一级、二级、三级和四级碳原子，常用1°、2°、3°和4°标识。伯、仲、叔碳原子上的氢原子分别称做伯氢、仲氢、叔氢原子。例如：Chapter2伯、仲、叔碳上连有—OH的化合物分别称为伯醇、仲醇、叔醇，也称一级醇、二级醇、三级醇。伯、仲、叔碳上连有—X（X=F、Cl、Br、I）原子的化合物分别称为伯、仲、叔卤代烷，也分别称为一级、二级、三级卤代烷。伯、仲、叔、季还用于表示氮原子被烃基取代程度的形容词，一般是用来表示胺类化合物总称时使用。例如：CH3CH2CH2NH2(CH3CH2CH2)2NH(CH3CH2CH2)3N(CH3CH2CH2)4NBr伯胺（正丙胺）仲胺（二丙胺）叔胺（三丙胺）季铵盐（溴化四丙基铵）Chapter22.2.3命名法概述1.普通命名法对于那些结构简单的化合物，常用普通命名方法（也称习惯命名法）命名，其方法是用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二……表示分子中碳原子数目，用表示链异构的形容词表示链的结构，加上化合物的类名。Chapter2CH3CH2CH2CH3CH2=C(CH3)CH3CH2=CH-C(CH3)=CH2(CH3)3CCl(CH3)3CCH2BrCH3CH(OH)CH2CH3(CH3)2CHCH2CH2OHCH3CH2CH2CHO(CH3)2CHCHO(CH3)2CHCOOH(CH3)2CHCN正丁烷异丁烯(CH3)2CH-CH3异丁烷异戊二烯叔丁基氯新戊基溴仲丁醇异戊醇正丁醛异丁醛异丁酸异丁腈例如：Chapter2官能团在碳链的中间时，两边组分的名称加上类名。例如：CH3-O-C(CH3)3甲基叔丁基醚CH3CH2-O-CH=CH2乙基乙烯基醚CH3COCH2CH3甲基乙基酮CH3COCH2CH=CH2甲基烯丙基酮异丁酸异丙酯乙酰苯胺乙酸丙酸酐Chapter22.衍生物命名法在一些简单烃类化合物的名称中，还可以看到把化合物看成是类中最简单成员的衍生物的衍生物命名法。如：CH3CH2C(CH3)2CH2CH3二甲基二乙基甲烷CH3CH2CCH乙基乙炔CH3CH=C(CH3)2三甲基乙烯CH2=CH-CCH乙烯基乙炔Chapter23.俗名为了方便，不少有机化合物的名称还保留着俗名．大多数俗名是在有机化学发展初期，根据化合物的来源、存在或性质而得名。如：HCOOH蚁酸（来自蚂蚁体内）CH3COOH冰醋酸（16℃结晶像冰）HOCH2CH(OH)CH2OH甘油（味甘甜、油状物）硬脂酸（来自脂肪，常温下是固体）CH3(CH2)16COOHChapter24.系统命名法根据IUPAC制定的命名原则，中国化学会根据我国文字特点，于1960年制定了《有机化学物质的系统命名原则》，1980年修订增补为《有机化学命名原则》。其中规定了一些命名原则和烃、杂环化合的系统命名方法，对有些烃类衍生物的系统命名没有十分明确。Chapter22.3系统命名法2.3.1基本方法2.3.2烃的命名2.3.3烃衍生物的命名2.3.4混合官能团化合物的命名Chapter22.3.1有机化合物系统命名的基本方法有机化合物系统命名分四步完成：选择主要官能团，确定取代基在主链上位次，确定取代基列出顺序，写出全称。1.选择主要官能团较复杂的有机化合物分子中可能含有多种官能团，要从中选择一种做为主要官能团，按主要官能团确定化合物类别定名称。C