烷烴和環(huán)烷烴的命名.ppt

1、（二）烷烴和環(huán)烷烴的命名,有機(jī)化合物種類繁多，數(shù)目龐大，即使同一分子式，也有不同的異構(gòu)體，若沒有一個完整的命名（nomenclature）方法來區(qū)分各個化合物，在文獻(xiàn)中會造成極大的混亂，因此認(rèn)真學(xué)習(xí)每一類化合物的命名是有機(jī)化學(xué)的一項重要內(nèi)容?，F(xiàn)在書籍、期刊中經(jīng)常使用普通命名法和國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（International Union of Pure and Applied Chemistry）命名法, 后者簡稱IUPAC命名法。,一、鏈烷烴的命名,1 系統(tǒng)命名法 （1）直鏈鏈烷烴的命名 （2）支鏈鏈烷烴的命名 （i） 碳原子的級 （ii） 烷基的名稱 （iii） 順序規(guī)則 （iv） 名

2、稱的基本格式 （v） 命名原則和命名步驟 2普通命名法 3 衍生物命名法 4 俗名,1. 系統(tǒng)命名法 （1）直鏈烷烴的命名 直鏈烷烴（nalkanes）的名稱用“碳原子數(shù)+烷”來表示。當(dāng)碳原子數(shù)為110時，依次用天干甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。碳原子數(shù)超過10時，用數(shù)字表示。例如：六個碳的直鏈烷稱為己烷。十四個碳的直鏈烷烴稱為十四烷。烷烴的英文名稱是alkane，詞尾用ane。表1列出了一些正烷烴的中英文名稱：,表 1 正烷烴的名稱 構(gòu) 造 式 中 文 名 英 文 名 CH4 甲 烷 methane CH3CH3 乙 烷 ethane CH3CH2CH3 丙 烷 propane

3、 CH3(CH2)2CH3 （正） 丁 烷 n-butane CH3(CH2)3CH3 （正） 戊 烷 n-pentane CH3(CH2)4CH3 （正） 己 烷 n-hexane CH3(CH2)5CH3 （正） 庚 烷 n-heptane CH3(CH2)6CH3 （正） 辛 烷 n-octane CH3(CH2)7CH3 （正） 壬 烷 n-nonane CH3(CH2)8CH3 （正） 癸 烷 n-decane CH3(CH2)9CH3 （正） 十一烷 n-undecane CH3(CH2)10CH3 （正） 十二烷 n-dodecane CH3(CH2)11CH3 （正） 十三烷

4、n-tridecane CH3(CH2)12CH3 （正） 十四烷 n-tetradecane CH3(CH2)13CH3 （正） 十五烷 n-pentadecane CH3(CH2)14CH3 （正） 十六烷 n-hexadecane CH3(CH2)15CH3 （正） 十七烷 n-heptadecane,構(gòu)造式 中文名 英文名 CH3(CH2)16CH3 （正） 十八烷 n-octadecane CH3(CH2)17CH3 （正） 十九烷 n-nonadecane CH3(CH2)18CH3 （正） 二十烷 n-icosane CH3(CH2)19CH3 （正） 二十一烷 n-henico

5、sane CH3(CH2)20CH3 （正） 二十二烷 n-docosane CH3(CH2)28CH3 （正） 三十烷 n-triacontane CH3(CH2)29CH3 （正） 三十一烷 n-hentriacontane CH3(CH2)30CH3 （正） 三十二烷 n-dotriacontane CH3(CH2)38CH3 （正） 四十烷 n-tetracontane CH3(CH2)48CH3 （正） 五十烷 n-pentacontane CH3(CH2)58CH3 （正） 六十烷 n-hexacontane CH3(CH2)68CH3 （正） 七十烷 n-heptacontane

6、 CH3(CH2)78CH3 （正） 八十烷 n-octacontane CH3(CH2)88CH3 （正） 九十烷 n-nonacontane CH3(CH2)98CH3 （正） 一百烷 n-hectane CH3(CH2)132CH3 （正） 一百三十四烷 n-tetratriacontanehectane,以上20個碳以內(nèi)的烷烴要比較熟悉，以后經(jīng)常要用。烷 烴的英文名稱變化是有規(guī)律的，認(rèn)真閱讀上表即可看出。表 中的正（n）表示直鏈烷烴，正（n）可以省略。,（2）支鏈烷烴的命名 有分支的烷烴稱為支鏈烷烴（branchedchain alkanes）。 （i）碳原子的級 下面化合物中含有四種

7、不同碳原子：, 與一個碳相連的碳原子是一級碳原子，用1C表示（或稱伯碳，primary carbon），1C上的氫稱為一級氫，用1H表示。 與兩個碳相連的碳原子是二級碳原子，用2C表示（或稱仲碳，secondary carbon），2C上的氫稱為二級氫，用2H表示。 與三個碳相連的碳原子是三級碳原子，用3C表示（或稱叔碳，tertiary carbon），3C上的氫稱為三級氫，用3H表示。 與四個碳相連的碳原子是四級碳原子，用4C表示（或稱季碳，quaternary carbon）,（ii）烷基的名稱 烷烴去掉一個氫原子后剩下的部分稱為烷基。英文名稱為alkyl，即將烷烴的詞尾ane改為yl。

8、烷基可以用普通命名法命名，也可以用系統(tǒng)命名法命名。表2列出了一些常見烷基的名稱。,甲烷 CH4,乙烷 CH3CH3,丙烷 CH3CH2CH3,甲基 （methyl，縮寫Me）,甲烷、乙烷分子中只有一種氫，只能產(chǎn)生一種甲基和一種乙基。丙烷分子中有兩種不同的氫，可以產(chǎn)生兩種丙基。,表2 一些常見烷基的名稱,丁烷有兩種異構(gòu)體，每種異構(gòu)體分子中都有兩種不同的氫原子，所以能產(chǎn)生四種丁基。,續(xù) 表2,戊烷有三種異構(gòu)體，一共可產(chǎn)生八種戊基。,續(xù) 表2,續(xù) 表2,*1 括號中的正字可以省略； *2 在英文命名時，正用n，異用iso或i，新用neo，二級用詞頭sec（或s），三級用詞頭tert（或t）表示，后面

9、有一短橫線。,續(xù) 表2,命名時，用什么方法來區(qū)分碳原子數(shù)相同但結(jié)構(gòu)不同的烷基？普通命名法通過詞頭來區(qū)分它們。詞頭正（n）表示該烷基是一條直鏈。異（iso）表示鏈的端基有(CH3)2CH結(jié)構(gòu)，而鏈的其它部位無支鏈。新表示鏈的端基有(CH3)3CCH2的結(jié)構(gòu)，而鏈的其它部位無支鏈。此外還可以用二級、三級等詞頭來表明失去氫原子的碳為二級碳和三級碳。顯然烷基的普通命名只適用于簡單的烷基。,烷基的系統(tǒng)命名法適用于各種情況，它的命名方法是：將失去氫原子的碳定位為1，從它出發(fā)，選一個最長的鏈為烷基的主鏈，從1位碳開始，依次編號，不在主鏈上的基團(tuán)均作為主鏈的取代基處理。寫名稱時，將主鏈上的取代基的編號和名稱寫

10、在主鏈名稱前面。例如：下面的烷基從1號碳出發(fā)，有三個編號的方向，選碳原子數(shù)最多的方向編號，該碳鏈為烷基的主鏈，稱為丁基（butyl），在該主鏈的1位碳上有兩個取代基：甲基、乙基。所以該烷基的名稱為1甲基1乙基丁基。,（iii）順序規(guī)則 有機(jī)化合物中的各種基團(tuán)可以按一定的規(guī)則來排列先后次序，這個規(guī)則稱為順序規(guī)則（cahnlngoldprelog sequence），其主要內(nèi)容如下： 將單原子取代基按原子序數(shù)（atomic number）大小排列，原子序數(shù)大的順序在前，原子序數(shù)小的順序在后，有機(jī)化合物中常見的元素順序如下： IBrClSPFONCDH 在同位素（isotope）中質(zhì)量高的順序在前。

11、 如果兩個多原子基團(tuán)的第一個原子相同，則比較與它相連的其它原子，比較時按原子序數(shù)排列，先比較最大的，仍相同，再順序比較居中的、最小的。如CH2Cl與CHF2，第一個均為碳原子，再按順序比較與碳相連的其它原子，在CH2Cl中為C(Cl, H, H)，在CHF2中為C(F, F, H)，Cl比F在前，故CH2Cl在前。如果有些基團(tuán)仍相同，則沿取代鏈逐次相比。, 含有雙鍵或叁鍵的基團(tuán)，可認(rèn)為連有兩個或三個相同的原子，例如下列基團(tuán)排列順序為：,此外如苯基、醛基、氰基等的排序如下：, 若參與比較順序的原子的鍵不到4個，則可以補(bǔ)充適量的原子序數(shù)為零的假想原子，假想原子的排序放在最后。例如：CH3CH2NH

12、CH3中，N上只有三個基團(tuán)，則它的第四個基團(tuán)為一個原子序數(shù)為0的假想原子，四個基團(tuán)的排序為：CH3CH2CH3H假想原子。,（iv）名稱的基本格式 有機(jī)化合物系統(tǒng)命名的基本格式如下所示：,例如：下面化合物的系統(tǒng)名稱：,（v）命名原則（主鏈及編號）和命名步驟 命名時，首先要確定主鏈。命名烷烴時，確定主鏈的原則是：首先考慮鏈的長短，鏈長的優(yōu)先。若有兩條或多條等長的最長鏈時，則根據(jù)側(cè)鏈的數(shù)目來確定主鏈，側(cè)鏈多的優(yōu)先。若仍無法分出哪條鏈為主鏈，則依次考慮下面的原則，側(cè)鏈位次小的優(yōu)先，各側(cè)鏈碳原子數(shù)多的優(yōu)先，側(cè)鏈分支少的優(yōu)先。主鏈確定后，要根據(jù)最低系列原則（lowest series principle

13、）對主鏈進(jìn)行編號。最低系列原則的內(nèi)容是：使取代基的號碼盡可能小，若有多個取代基，逐個比較，直至比出高低為止。最后，根據(jù)有機(jī)化合物名稱的基本格式寫出全名。,選六碳鏈為主鏈。主鏈有兩種編號方向，第一行編號，取代基的位號為2，4，5，第二行編號，取代基的位號為2，3，5（位號用阿拉伯?dāng)?shù)字1，2，3表示）。根據(jù)最低系列原則，用第二行編號。該化合物的中文名稱為2，3，5三甲基己烷。英文名稱為2,3,5trimethylhexane。在名稱中，2，3，5分別為三個甲基的位號?！叭笔羌谆臄?shù)目。（在中文名稱中，取代基個數(shù)用中文數(shù)字一、二、三來表示。在英文名稱中，一、二、三、四、五、六數(shù)字相應(yīng)用詞頭mono

14、、di、tri、tetra、penta、hexa表示。）,實例一：,本化合物有兩根8碳的最長鏈，因此通過比較側(cè)鏈數(shù)來確定主鏈。橫向長鏈有四個側(cè)鏈，彎曲的長鏈只有二個側(cè)鏈，多的優(yōu)先，所以選橫向長鏈為主鏈。主鏈有兩種編號方向，第一行取代基的位號是4，5，6，7，第二行取代基的位號是2，3，4，5，根據(jù)最低系列原則，選第二行編號。該化合物的中文名稱是2，3，5三甲基4丙基辛烷。英文名稱是2，3，5trimethyl4npropyloctane。注意本化合物中有兩種取代基。當(dāng)一個化合物中有兩種或兩種以上的取代基時，中文按順序規(guī)則確定次序，順序規(guī)則中小的基團(tuán)放在前面。所以甲基放在丙基的前面。英文命名按英

15、文字母的順序排列。methyl中的m在英文字母順序中比propyl中的p靠前，所以methyl放在propyl的前面。注意在比較英文字母順序時，iso（異）、neo（新）要參與比較，而i（異）、n（正）、sec（二級）、tert（三級）、cis（順）、trans（反）、di（二個）、tri（三個），tetra（四個）等不參與比較。,實例二：,實例三：,本化合物有兩根七碳的最長鏈，側(cè)鏈數(shù)均為三個，所以根據(jù)側(cè)鏈的位次來決定主鏈。橫向長鏈的側(cè)鏈位次為2，4，5，彎曲長鏈的側(cè)鏈位次為2，4，6，小的優(yōu)先，所以橫向長鏈為主鏈。根據(jù)最低系列原則，取主鏈的第二行編號。本化合物的中文名稱為2，5二甲基4異丁基

16、庚烷或2,5二甲基4（2甲丙基）庚烷。括號中的“2”是取代烷基上的編號。英文名稱是4isobutyl2,5dimethylheptane或2,5dimethyl4(2methylpropyl)heptane。,實例四,本化合物有兩個等長的最長鏈，側(cè)鏈數(shù)均為5，側(cè)鏈位次均為3, 5，7，9，11。而側(cè)鏈的碳原子數(shù)由小到大排列時，一個主鏈為1，1，1，2，8，另一個主鏈為1，1，1，1，9。逐項比較，根據(jù)多的優(yōu)先的原則確定主鏈。本化合物的中文名稱為3，5，9三甲基11乙基7（2,4二甲基己基）十三烷。英文名稱為7(2,4dimethylhexyl)3ethyl5,9,11trimethyltrid

17、ecane。,實例五,本化合物有兩根等長的最長鏈，兩根長鏈均有兩個側(cè)鏈，側(cè)鏈位次均為4,5，側(cè)鏈的碳原子數(shù)均為3,7。最后根據(jù)側(cè)分支少的優(yōu)先的原則來確定主鏈?；衔锏闹形拿Q是4丙基5(1異丙基丁基)十一烷。其英文名稱是5(isopropyl butyl)4propylundecane。,普通命名法對直鏈烷烴的命名與系統(tǒng)命名相同。命名有支鏈的烷烴時，用正表示無分支，用異表示端基有(CH3)2CH結(jié)構(gòu)，用新表示端基有(CH3)3CCH2結(jié)構(gòu)，這與烷基的普通命名法相同。例如戊烷的三個同分異構(gòu)體的普通命名如下：,2. 普通命名法,普通命名法中，工業(yè)上常用的異辛烷是一個特例，不符合上述規(guī)定。,用正、異

18、、新可以區(qū)別烷烴中具有五個碳原子以下的同分異構(gòu)體，但命名多于五個碳原子的烷烴時就有困難了。如六個碳原子的化合物有五個同分異構(gòu)體，除用正、異、新表示其中的三個化合物外，尚有兩個無法加以區(qū)別，故此命名法只適用于簡單的化合物。,烷烴的衍生物命名法以甲烷為母體，其它部分則作為甲烷的取代基來命名。,3. 衍生物命名法,在衍生物命名法中，為了方便，一般總是選連有烷基最多的碳原子作為甲烷的碳原子。,例 如:,通常是根據(jù)來源來命名。例如甲烷產(chǎn)生于池沼里腐爛的植物，所以稱為沼氣（marsh gas）。,4. 俗名,二、環(huán)烷烴的命名,1 R,S構(gòu)型的確定 2 環(huán)狀化合物順反構(gòu)型的確定 3 單環(huán)烷烴的命名 4 橋環(huán)

19、烷烴的命名 5 螺環(huán)烷烴的命名,1. R，S 構(gòu)型的確定 人的左、右手互為鏡影但不能重疊，手的這種性質(zhì)稱為手性（chirality）。當(dāng)一個碳原子與四個不同的基團(tuán)相連時，可以產(chǎn)生兩種不同的立體結(jié)構(gòu)，這兩種不同的立體結(jié)構(gòu)互為鏡影但不能重疊，即具有手性，因此與四個不同基團(tuán)相連的碳原子稱為手性碳原子（chral carbon atom）。為了區(qū)別因手性碳而引起的兩種不同的立體結(jié)構(gòu)，稱其中一種立體結(jié)構(gòu)的手性碳為R構(gòu)型，而另一種立體結(jié)構(gòu)的手性碳為S構(gòu)型。并規(guī)定用如下的方法來確定手性碳的構(gòu)型：將與手性碳原子相連的四個基團(tuán)按順序規(guī)則排列大小，將最小的基團(tuán)放在離眼睛最遠(yuǎn)的地方，其它三個基團(tuán)按由大到小的方向旋轉(zhuǎn)

20、，旋轉(zhuǎn)方向是順時針的，手性碳為R構(gòu)型（拉丁文rectus的字首）；旋轉(zhuǎn)方向是逆時針的，手性碳為S構(gòu)型（拉丁文sinister的字首）。,例 如：,2. 環(huán)狀化合物順反構(gòu)型的確定 由于成環(huán)碳原子的單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，因此當(dāng)環(huán)上帶有兩個或多個基團(tuán)時，就會產(chǎn)生兩個或多個立體異構(gòu)體。一個異構(gòu)體的兩個取代基團(tuán)在環(huán)的同側(cè)稱為順式構(gòu)型（cis configuration）。另一個異構(gòu)體的兩個取代基在環(huán)的異側(cè)，稱為反式構(gòu)型（trans configuration）。例如：,3. 單環(huán)烷烴的命名 只有一個環(huán)的環(huán)烷烴稱為單環(huán)烷烴（monocyclic alkane）。環(huán)上沒有取代基的環(huán)烷烴命名時只須在相應(yīng)的烷烴前加

21、環(huán)，英文名稱只須在相應(yīng)的英文名稱前加cyclo。例如：,環(huán)上有取代基的單環(huán)烷烴命名分兩種情況。環(huán)上的取代基比較復(fù)雜時，應(yīng)將鏈作為母體，將環(huán)作為取代基，按鏈烷烴的命名原則和命名方法來命名。例如：,而當(dāng)環(huán)上的取代基比較簡單時，通常將環(huán)作為母體來命名。例如：,當(dāng)環(huán)上有兩個或多個取代基時，要對母體環(huán)進(jìn)行編號，編號仍遵守最低系列原則。例如：,但由于環(huán)沒有端基，有時會出現(xiàn)有幾種編號方式都符合最低系列原則的情況。例如：,上面列出了同一個化合物的三種編號方式，它們都符合最低系列原則。也即應(yīng)用最低系列原則無法確定哪一種編號優(yōu)先。在這種情況下，中文命名時，應(yīng)讓順序規(guī)則中較小的基團(tuán)位次盡可能小。所以應(yīng)?。╥）的編號，化合物的名稱是1,3二甲基5乙基環(huán)己烷。英文命名時，按英文字母順序，讓字母排在前面的基團(tuán)位次盡可能小。所以應(yīng)?。╥ii）的編號，化合物的名稱是lethyl3,5dimethylcyclohexane。,當(dāng)環(huán)上帶有兩個或兩個以上取代基時，如分子有反軸對稱性，構(gòu)型用順反表示，分子沒有反軸對稱性，構(gòu)型用R，S表示。例如：,環(huán)上帶有三個或更多基團(tuán)時，若用順、反表示構(gòu)型，要選用一個參照基團(tuán)，通常選用1