《基础有机化学》课程教学资源：有机化合物的命名

(二)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( International Union of Pure and Applied Chemistry)命名 法,后者简称 IUPAC命名法。 、链烷烃的命名 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—一表示。碳原子数超过10 时,用数字表示。例如:六个碳的直链烷称为已烷。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 构造式 中文名 英文名 (正)十 CH 甲烷 methane CH3(CH2)16CH3 n-octadecane 八烷 (正)十 CH3 CH 乙烷 CH3(CH2)17CH3 n-nona decane 九烷 (正)二 CH3 CH2 CH3 丙烷 propane CH3(CH2) CH3 n-Icosane 十烷 (正)丁 (正)二 CH3(CH2 )CH3 n-butane CH3(CH2)19CH3 n-henicosane 烷 十一烷 (正)戊 (正)二 CH3(CH2)3CH n-docosane 烷 n-pentane CH3(CH2 CH3 十二烷 (正)己 (正) CH3 (CH2)CH n-hexane CH3(CH228 CH3 n-triacontane 烷 十烷 (正)庚 (正)三 CH3(CH2)CH3烷 n-heptane CH3 (CH2 29 CH3 n-hentria contant 十一烷 (正)辛 (正)三 CH3(CH2 ) CH3 n-octane n-dotriacontane 烷 CH3(CH2 )BOCH 十二烷 CH:(CH2)CH3(正)壬 (正)四 n-nonane CH3(CH2 )38CH3 十烷 正)癸 (正)五 CH3 (CH2 8CH n-decane 烷 CH3 (CH2)8 CH3 十烷 n-pentacontane 正)十 CH3(CH2)CH n-undecane CHCH2)CH2(正)六 n-hexacontane 十烷 (正)十 (正) CH3(CH2)1o CH3 烷 n-dodecane CH3(CH2)> th t (正)十 (正)八 CH3(CH2)1ICH3 n-tridecane CH3 (CH2h8CH3 十烷 n-octacontane

∙ 1 ∙ （二）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（International Union of Pure and Applied Chemistry）命名 法, 后者简称 IUPAC 命名法。 一、链烷烃的命名 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：六个碳的直链烷称为已烷。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 构造式 中文名 英文名 CH4 甲烷 methane CH3(CH2)16CH3 （正）十 八烷 n−octadecane CH3CH3 乙烷 ethane CH3(CH2)17CH3 （正）十 九烷 n−nonadecane CH3CH2CH3 丙烷 propane CH3(CH2)18CH3 （正）二 十烷 n−icosane CH3(CH2)2CH3 （正）丁 烷 n−butane CH3(CH2)19CH3 （正）二 十一烷 n−henicosane CH3(CH2)3CH3 （正）戊 烷 n−pentane CH3(CH2)20CH3 （正）二 十二烷 n−docosane CH3(CH2)4CH3 （正）己 烷 n−hexane CH3(CH2)28CH3 （正）三 十烷 n−triacontane CH3(CH2)5CH3 （正）庚 烷 n−heptane CH3(CH2)29CH3 （正）三 十一烷 n−hentriacontane CH3(CH2)6CH3 （正）辛 烷 n−octane CH3(CH2)30CH3 （正）三 十二烷 n−dotriacontane CH3(CH2)7CH3 （正）壬 烷 n−nonane CH3(CH2)38CH3 （正）四 十烷 n−tetracontane CH3(CH2)8CH3 （正）癸 烷 n−decane CH3(CH2)48CH3 （正）五 十烷 n−pentacontane CH3(CH2)9CH3 （正）十 一烷 n−undecane CH3(CH2)58CH3 （正）六 十烷 n−hexacontane CH3(CH2)10CH3 （正）十 二烷 n−dodecane CH3(CH2)68CH3 （正）七 十烷 n−heptacontane CH3(CH2)11CH3 （正）十 三烷 n−tridecane CH3(CH2)78CH3 （正）八 十烷 n−octacontane

(正)十 (正)九 CH3 (CH2)12CH3 四烷 n-tetradecane CH3(CH2)88CH3 (正)十 (正) CH3(CH2)13C n-pentadecane CH3(CH2)8CH 百烷 (正)十 n-tetratrra contant CH3 (CH2)14CH3 n- hexadecaneCH3(CH2)32CH3百三+四 hectare (正)十 CH3(CH2)15CH3 七烷 n-heptadecane 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(m)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- chain alkanes)。 (i)碳原子的级 下面化合物中含有四种不同碳原子 H3CH3H CH3H H ①与一个碳相连的碳原子是一级碳原子,用1℃表示(或称伯碳, primary carbon), 1°C上的氢称为一级氢,用1°H表示 ⑨与两个碳相连的碳原子是二级碳原子,用2℃表示(或称仲碳, secondary carbon),2°C上的氢称为二级氢,用2H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, tertiary carbon), 3℃上的氢称为三级氢,用3H表示 ④与四个碳相连的碳原子是四级碳原子,用4℃表示(或称季碳, quatemary carbon) (ⅱi)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akyl,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 些常见烷基的名称

∙ 2 ∙ CH3(CH2)12CH3 （正）十 四烷 n−tetradecane CH3(CH2)88CH3 （正）九 十烷 n−nonacontane CH3(CH2)13CH3 （正）十 五烷 n−pentadecane CH3(CH2)98CH3 （正）一 百烷 n−hectane CH3(CH2)14CH3 （正）十 六烷 n−hexadecane CH3(CH2)132CH3 （正）一 百三十四 烷 n−tetratriacontane hectane CH3(CH2)15CH3 （正）十 七烷 n−heptadecane 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−chain alkanes）。 （i）碳原子的级 下面化合物中含有四种不同碳原子： CH3 C CH3 CH3 C CH3 H C H H CH3 (i) (i) (i) (i) (i) (iv) (iii) (ii) 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，primary carbon）， 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，secondary carbon），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，tertiary carbon）， 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，quaternary carbon） （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

表2一些常见烷基的名称 普通命名法 IUPAO命名法 烷烃 相应的烷基 中文名称(英文名称) 中文名称(英文名称) 甲烷CH4 CH3 甲基( methyl,缩写Me) 甲基( methyl,缩写Me) 乙烷CH3CH3 CHCH 乙基( ethyl,缩写Et) 乙基( ethyl,缩写Et) CH3CHCH2- (正)丙基(n- propyl,缩写n-Pr)丙基( propyl,缩写Pr) 丙烷 CH3CH2CH3 CHCHC 1-甲基乙基 异丙基( isopropyl,缩写iPr) (1-methylethyD) (正)丁烷 CH3CHCHCE (正)丁基(n- butyl,缩写n-Bu)丁基( butyl,缩写Bu) CH3 CHCH3 二级丁基或仲丁基(sec- butyl,缩 1-甲(基)丙基 CH3 (CH2)CH3 写s-Bu) (1-methylpropyl) CH3CHCH 2-甲基丙基 异丁基( isobutyl,缩写i-Bu) 异丁烷 (2-methylpropyl) CH3CHCH CH, CCH3 三级丁基或叔丁基(ter-buty,缩 1,1-二甲基乙基 H3 (1,1-dimethylethyl) CHCH2CH2CH2CH2-(正)戊基(m- pentyl或 n-amyl)戊基(n- pentyl) (正)戊烷 CH, CH,CH CHCH 1-甲基丁基 (1-methy butyl) CH3 (CH2B3CH H3 CH, CHCH,CH3 1-乙基丙基 hchCh,CH 3-甲基丁基 异戊基( iso-pentyl) (3-methylbutyl) H3 CHCHCH3 1,2-二甲基丙基 异戊烷 CH3 (1, 2-dimethylpropyD) CH3CHCH, CH3 CH3 CH-CCHaCH 1-二甲基丙基 三级戊基或叔戊基(tert- pentyl) CH3 (1, 1-dimethylpropyl) 2-甲基丁基 H3 (2-methybutyl) 戊烷 CH CH3CCH 2,2-二甲基丙基 CH3CCH3 新戊基( neopentyl) (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-,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

∙ 3 ∙ 表 2 一些常见烷基的名称 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 CH4 CH3 甲基（methyl，缩写 Me） 甲基（methyl，缩写 Me） 乙烷 CH3CH3 CH3CH2 乙基（ethyl，缩写 Et） 乙基（ethyl，缩写 Et） 丙烷 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2 （正）丙基（n−propyl，缩写 n−Pr） 丙基（propyl，缩写 Pr） CH3CHCH3 1 2 异丙基（isopropyl，缩写 i−Pr） 1−甲基乙基 （1−methylethyl） （正）丁烷 CH3(CH2)2CH3 CH3CH2CH2CH2 （正）丁基（n−butyl，缩写 n−Bu） 丁基（butyl，缩写 Bu） CH3CH2CHCH3 1 2 3 二级丁基或仲丁基（sec−butyl，缩 写 s−Bu） 1−甲（基）丙基 （1−methylpropyl） 异丁烷 CH3CHCH3 CH3 CH3CHCH2 CH3 3 2 1 异丁基（isobutyl，缩写 i−Bu） 2−甲基丙基 （2−methylpropyl） CH3CCH3 CH3 2 1 三级丁基或叔丁基（tert−butyl，缩 写 t−Bu） 1,1−二甲基乙基 （1,1−dimethylethyl） （正）戊烷 CH3(CH2)3CH3 CH3CH2CH2CH2CH2 （正）戊基（n−pentyl 或 n−amyl） 戊基（n−pentyl） CH3CH2CH2CHCH3 4 3 2 1 － 1−甲基丁基 （1−methylbutyl） 3 CH3CH2CHCH2CH3 2 1 － 1−乙基丙基 （1−ethylpropyl） 异戊烷 CH3CHCH2CH3 CH3 CH3CHCH2CH2 CH3 4 3 2 1 异戊基（iso−pentyl） 3−甲基丁基 （3−methylbutyl） CH3CHCHCH3 CH3 3 2 1 － 1,2−二甲基丙基 （1,2−dimethylpropyl） CH3CCH2CH3 CH3 1 2 3 三级戊基或叔戊基（tert−pentyl） 1,1−二甲基丙基 （1,1−dimethylpropyl） 1 2 3 4 CH2CHCH2CH3 CH3 － 2−甲基丁基 （2−methybutyl） 新戊烷 CH3CCH3 CH3 CH3 CH3CCH2 CH3 CH3 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

从表中可以看出: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 有两种不同的氢原子,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。 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(i)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(CH)2CCH2-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(butl), 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 CH,CH3 (ⅲi)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- Ingold- prelog sequence),其主要内容如下 ①将单原子取代基按原子序数( atomic number)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>c>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-CH2C1与 CIHF2,第一个均为碳原子,再按顺序比较与碳相连的其它原子,在CHCl中为℃(Cl, H,在CHF2中为C(EF,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,可认为连有两个或叁个相同的原子,例如下列基团排 列顺序为: CECH >-C(CH3)3 >-CH-=CH, >-CH(CH3h2>-CH2CH3 >-CH (C)(C CH3 (C)(C) C-C-H C-CH3 C-CH; -CH

∙ 4 ∙ 从表中可以看出：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 有两种不同的氢原子，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。 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。 CH3CH2CH2C CH2CH3 4 3 2 1 CH3 （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−prelog sequence），其主要内容如下： ① 将单原子取代基按原子序数（atomic number）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，可认为连有两个或叁个相同的原子，例如下列基团排 列顺序为： C(CH3 ) C CH 3 CH CH2 CH(CH3 ) > > > 2 > CH2CH3 > CH3 C (C) (C) C (C) (C) H C CH3 CH3 CH3 C (C) H C (C) H H C CH3 H CH3 C H H CH3 C H H H

此外如苯基 HCTCH,醛基-C=0 C-O,氰基 (O)(C) (N)(C) C-N等等。 (N)(C) ④若参与比较顺序的原子的键不到4个,则可以补充适量的原子序数为零的假想 原子,假想原子的排序放在最后。例如: CH,NHCH2中,N上只有三个基团,则它 的第四个基团为一个原子序数为0的假想原子,四个基团的排序为:CHCH2->CH3 >H->假想原子 (ⅳv)名称的基本格式 有机化合物系统命名的基本格式如下所示: 构型 取代基 母体 取代基位置号+个数+名称 官能团位置 SD.L (有多个取代基时,中文按顺 序规则确定次序,小的在前 时 英文按英文字母顺序排列) 不涉及 位置号) 例如:下面化合物的系统名称 H H CH3 (3R,4S)-3,4-二甲基己烷 母体 构型取代基 取代基取代基 位置号 个数名称 (v)命名原则和命名步骤 命名时,首先要确定主链。命名烷烃时,确定主链的原则是:首先考虑链的长短, 长的优先。若有两条或多条等长的最长链时,则根据侧链的数目来确定主链,多的优先。 若仍无法分出那条链为主链,则依次考虑下面的原则,侧链位次小的优先,各侧链碳原 子数多的优先,侧分支少的优先。主链确定后,要根据最低系列原则( lowest series principle)对主链进行编号。最低系列原则的内容是:使取代基的号码尽可能小,若有 多个取代基,逐个比较,直至比出高低为止。最后,根据有机化合物名称的基本格式写 出全名。下面是几个实例 实例

∙ 5 ∙ 此外如苯基 C HC CH (C) (C) ，醛基 C O H C H (O) O (C) ，氰基 C N C (N) (N) N (C) (C) 等等。 ④ 若参与比较顺序的原子的键不到 4 个，则可以补充适量的原子序数为零的假想 原子，假想原子的排序放在最后。例如：CH3CH2NHCH3中，N 上只有三个基团，则它 的第四个基团为一个原子序数为 0 的假想原子，四个基团的排序为：CH3CH2−＞CH3− ＞H−＞假想原子。 （iv）名称的基本格式 有机化合物系统命名的基本格式如下所示： 构型 + 取代基 + 母体 R, S; D, L; Z, E; 顺 反 取代基位置号 + 个数 + 名称 （有多个取代基时，中文按顺 序规则确定次序，小的在前； 英文按英文字母顺序排列） 官能团位置 号 + 名称 （没有官能 团时不涉及 位置号） 例如：下面化合物的系统名称： CH3 CH2 C C H CH3 H CH3 CH2 CH3 (3R, 4S) −3, 4− 二 甲基 己烷 构型 取代基 位置号 取代基 个数 取代基 名称 母体 名称 （v）命名原则和命名步骤 命名时，首先要确定主链。命名烷烃时，确定主链的原则是：首先考虑链的长短， 长的优先。若有两条或多条等长的最长链时，则根据侧链的数目来确定主链，多的优先。 若仍无法分出那条链为主链，则依次考虑下面的原则，侧链位次小的优先，各侧链碳原 子数多的优先，侧分支少的优先。主链确定后，要根据最低系列原则（lowest series principle）对主链进行编号。最低系列原则的内容是：使取代基的号码尽可能小，若有 多个取代基，逐个比较，直至比出高低为止。最后，根据有机化合物名称的基本格式写 出全名。下面是几个实例： 实例一：