第二章 分类及命名

第二章有机化合物的分类及命名第一节分类方法分类方法按分子碳架分类开链化合物碳环化合物杂环化合物按官能团分类脂环族化合物芳香族化合物2.1有机化合物的分类2.1.1按分子中碳原子的骨架分类(1)开链化合物：碳原子相互连接成链状的化合物。丙烷、丙烯、有支键的化合物也属于开键化合物。(2)碳环化合物：碳原子相互连接成环状的化合物。A：脂环族化合物：性质与脂肪族化合物相似。B：芳香族化合物：同平面环闭共轭体系。(3)杂环化合物：碳原子和其它原子(O、S、N)组成环。CH3OHONNS2.按官能团(或特征化学键)不同分类官能团:是指有机物分子结构中最能代表该类化合物主要性质的原子或基团.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-NH2氨基的为胺一些主要的官能团如表2–1所示.*这个表的顺序要记牢，命名时要用到，常称为官能团优先顺序表*在教科书中，一般是把这两种分类方法结合，先按碳价分类，再按官能团分为若干系列。第二节命名方法命名是有机化学的基本内容，对常见有机物能顺利命名，给出名称能写出结构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，在后面的学习中巩固，完善。有机化合物的命名方法主要根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《有机化合物IUPAC命名指南》和中国化学会依据《有机化学命名法》的原则，结合我国文字的特点推荐了《有机化学命名原则》。2.2.1化学介词、基和表示链结构的形容词1化学介词化学介词是化学物命名时表示化合物结构组分结合关系的连缀词，普遍用于各种命名方法中。在化合物的命名和结构关系不会混淆时，介词可以省略或放在括号中。常用的介词有化、代、合、聚、缩、并、杂、联八个2.基一个基:从化合物上去掉一个单价的原子或基团后剩下的部分,用R表示.CH3CH3CH2CH3CH2CH2H3CH3CCH3CH2CH2CH2CHCH2H3CH3CCH3CH2CHCH3亚基:从化合物去掉两个单价或一个双价的原子或基团，剩余的部分为亚基。次基:从化合物去掉三个单价的原子或基团，剩余的部分为次基，命名中的次基限于三个价集中在一个原子上的结构，见393表示链结构的形容词“正”:直链烃和官能团取代直链烃末端上氢原子所得的化合物都可用“正”字表示碳链结构。“异”直链结构一末端带有两个甲基的特定结构。如(CH3)2CHCH2CH3异戊烷“新”专指具有叔丁基结构的五、六个碳原子的链烃或其衍生物。如(CH3)3CCH2CH3新己烷C1o一级碳原子伯碳原子1oHC2o二级碳原子仲碳原子2oHC3o三级碳原子叔碳原子3oHC4o四级碳原子季碳原子H3CCCHCH3CH3CH2CH3CH3伯、仲、叔、季表示链结构或碳原子不同取代程度的形容词:分子中碳原子分别连有一个、二个、三个和四个烃基的碳原子称为伯、仲、叔、季碳原子。或称为1°2°3°4°碳原子(1)(2)(3)(4)(5)(6)(11)(12)CH3CH2C6H5(CH3)2CHCH3CH2CHCH3(CH3)3CCH2CH3CH2CHCH2CH2CH3CH3CH2OClCH2NO2(CH3)2NCH2CH3或(7)(9)(8)(10)(H3C)2HC2.2.2.命名法概述1普通命名法普通命名法：十碳以内用：甲、乙、丙、丁、戊、庚、辛、壬、癸表示碳原子的数目，十碳以上则以中文数字表示碳原子数目。十碳以上则以中文数字表示碳原子数目。用表示链结构的形容词表示碳链的结构，加上化合物的类名。新庚烷异己烷CH3-C-CH2-CH2-CH3CH3CH3CH3-CH-CH2-CH2-CH3CH3醇的普通命名法：烃基名＋醇(省去基字)。取代基的位置常用a、b、g、d、w等希腊字母标明。CH3CH2CH2CH2-OH(CH3)2CHCH2-OH(CH3)3C-OH正丁醇(n-丁醇)异丁醇(iso-)叔丁醇(t-丁醇)CH3CHCH2CH3CH2CH2CH2-OH-CH2-OHOHCl仲丁醇g-氯丙醇苯甲醇(苄醇)Benzylalcohol甲醇衍生物命名法：(C6H5)3C-OH三苯基甲醇卤代烃的普通命名简单卤代烃的命名：烃基名＋卤素名。例：CH3CH2CH2CH2BrCH3CCH3CH3ClCH2=CHCH2ClCH3CH=CHBrBrCH2Cl正丁基溴烯丙基氯丙烯基溴叔丁基氯溴苯苄基氯(or氯苄)胺的命名简单胺的命名：烃基名＋胺(按优先次序由小到大排列不同取代基)。CH3NH2CH3-NH-CH(CH3)2CH3-N-C2H5甲胺甲基异丙基胺甲乙环丁胺(C2H5)3N三乙胺结构简单的醚用习惯命名法：“某基某基＋醚”。单醚一般省略“二”字。混醚按先小后大，先芳基后脂基排列烃基。醚的命名:(二)乙醚diethyletherorethyletherCH2=CHCH2-O-C≡CH烯丙基乙炔基醚CH2=CH-O-CH=CH2二乙烯醚C2H5-O-C2H5酮的普通命名法是按照羰基所连接的两个烃基命名。甲乙酮CH3CCH2CH3OCH3CH2CH2CHOCH3CHCH2CHOCH3CH3-C-CH=CH2O正丁醛异戊醛甲基乙烯基酮2衍生物命名法衍生物命名法适用于简单化合物，它是把各类化合物中碳数最少的成员看做母体，其它成员看成衍生物。烷烃衍生物命名法是以甲烷为母体，选择取代基最多的碳为母体碳原子。例如:CH3CHCH3CH2CH3CCH3CH3CH3CH3二甲基乙基甲烷四甲基甲烷烯烃和炔烃的衍生物命名法烯烃以乙烯为母体，炔烃以乙炔为母体。将其它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。CH3-CH=CH2(CH3)2CH=CH2CH3-CH=CH-CH2CH3CH3CCCH3CH3CH2CCCH3CH2=CH-CCH甲基乙烯不对称二甲基乙烯对称甲基乙基乙烯二甲基乙炔甲基乙基乙炔乙烯基乙炔3俗名（通常根据来源命名）(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(8)(9)(10)CH3CHCH2CH3OHH3CCCCH3CH3OHCH3OHCHOHCH3CCH2OHCH3CH3CH2CH2CH2OCH3OC2H5CH3CH2SHCH2CHCH3OHOHBr(CH3)2CHCH2OH(CH3)3COHOHHO(11)(12)(13)CH2CHCH2OHOHOH(CH3OCH2CH2)2O第三节系统命名法1.基本方法基本方法选主要官能团定主链位次确定取代基列出顺序写出全称选主要官能团：按表2-1中官能团排列顺序选择化合物中的主要官能团。例如：CH3-CH2CHCHCH2-CH3CH2CH3CHCH3CH3选择错误选择正确CH3-CH2-CHCHCHCH-CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH3选择正确选择错误2.定主链位次选择含有主要官能团、含取代基最多的最长的碳链做主链,从靠近官能团的一端开始给主链编号，主链的编号:遵循“最低系列原则”,使取代基的位次最小,其次是使较不优先(注:按次序规则排列)的取代基的位次最小.确定取代基列出顺序：把取代基的位次、个数和名称依次写在母体名称之前.如果主链上连有多个取代基,相同的取代基应合并,不同的取代基按次序规则排列,较优先的取代基后列出.写出全称（1）取代基按其第一个原子的原子序数大小排列，原子序数大者为“较优”基团；若为同位素，则质量高者为“较优”基团。IBrClSPFONCDH次序规则例如：Br＞ClCH3＞H（2）如果两个基团的第一个原子相同，则比较与之相连的第二个原子，以次类推，直至比较出“较优”基团为止。例如：（CHH）（HHH）—CH2CH3＞—CH3—CH(CH3)2＞—CH2CH3（CCH）（CHH）（CCC）（CCH）—C(CH3)3—CH(CH3)2—CH2CH2CH3—CH2CH3（CHH）（HHH）H基团_CH=CH2COCOOHCHNCCCH可分别看作：CH2CH2COOOOOHHCHCHCHNCCCNN：（3）当基团含有重键时，可以把其看作是以单键与两个或三个该原子相连。2.烃的命名开链烷烃开链烯烃开链炔烃单环脂肪烃桥环与螺环烃单环芳烃烃分为三步：一选二编三配基。1.选母体：碳链最长，取代最多2.编号：位次最低(最低系列原则)3.配基：先小后大(优先基团后列出)同基合并在英文命名中，取代基按词首的字母排列顺序先后列出关键是如何确定主链和处理取代基的位置1开链烷烃例1CH3-CH2CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH3CH2CH3CH3辛烷3-甲基-5-乙基母体名基名连字符读作：位取代基位次例2CH3-CH2-CH—CH-CH2-CH3CH3-CHCH-CH3CH3CH32,5-二甲基-3,4-二乙基己烷例3CH3-CH-CH2—CH—CH—CH3CH3CHCH3CH3CH32,5-二甲基-3-异丙基己烷2,5-二甲基-4-异丙基己烷1235612358126542,5-2甲基3,4-2乙基己烷2,5-甲基-3,4二乙基己烷辛烷3-甲基-3-乙基-5-丙基-4-异丙基CH3CH3-CHCH3CH3-CH2-CH2—CH—CH—C—CH2-CH3CH2CH2CH2CH3CH3主要烷基的优先顺序：异丙基丙基乙基甲基3-ethyl-4-isopropyl-3-methyl-5-propyloctane2烯烃和炔烃的系统命名法烯烃和炔烃与烷烃的系统命名规则类似。①要选择含有C=C或C≡C的最长碳链为主链；②编号从最距离双键或三键最近的一端开始，并用阿位伯数字表示双键的位置。例：2-甲基-1-丁烯2-甲基-2-丁烯3-甲基-1-丁炔2-甲基丁烯3-甲基丁炔CH3CH2C=CH2CH3CH3C=CHCH3CH3CH3CHCCHCH3CH3CH2CH2CH=CH2CH3CH2CCCH31-戊烯2-戊炔*分子中同时含有双键和参键时，先叫烯后叫炔，编号要使双键和参键的位次和最小。CHC-CH=C-CH=CH2CH2CH31234563-乙基-1,3-己二烯-5-炔3-戊烯-1-炔CHC-CH=CHCH312345④若双键、三键处于相同的位次供选择时，优先给双键以最低编号。HCCCH=CH2CH3CCCHCH2CH=CHCH3CH=CH25-乙烯基-2-辛烯-6-炔1-丁烯-3-炔1234123456783单环环烃的命名包括单环烷烃、单环烯烃、单环炔烃，命名方法与开链烃相同，只是在相应的烃名前加“环”字CH2CH2CH2CH2CH2即环戊烷CH3甲基环丁烷CH3CH31,2-二甲基环戊烷CH3H3CCHCH3即1-甲基-4-异丙基环己烷反-1,4-二甲基环己烷CH3HHCH3CH3HHCH3即4桥环烷烃的命名两环共用两个或更多个碳原子的叫做桥环化合物。固定格式：双环[a.b.c]某烷(a≥b≥c)先找桥头碳（两环共用的碳原子），从桥头碳开始编号。沿大环编到另一个桥头碳，再从该桥头碳沿着次大环继续编号。分子中含有双键或取代基时，用阿拉伯数字表示其位次：双环[3.1.1]庚烷5-甲基双环[2.1.0]戊烷76543212-甲基双环[2.2.1]庚烷7,7-二甲基双环[2.2.1]庚烷1234567CH31234567CH3543215螺环烷烃的命名两环共用一个碳原子双环化合物的叫做螺环化合物；固定格式：螺[a.b]某烷(a≤b)先找螺原子，编号从与螺原子相连的碳开始，沿小环编到大环。例：CH3CH376543211,3-二甲基螺[3.5]壬烷5-甲基螺[2.4]庚烷7123456H3C异构：侧链长短、取代基在苯环上的相对位置。（1）侧链R简单：一般以苯环为母体，R作取代基，“某烃基苯”6单环芳烃命名（3）二元取代：邻（o）、间（m）、对（p）（2）侧链R较复杂或含有不饱和键，一般以苯环作取代基编号从最简基开始，并使位置数目总和最小.1-甲基-5-丁基-2-异丙基苯1235“较优基团”后列出.或:5-丁基-2-异丙基甲苯3．烃类衍生物的命名烃类衍生物单官能团化合物混合官能团化合物①单