第二章 分类及命名.ppt
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1、第二章第二章 分类及命名分类及命名2.1 杂原子杂原子:有机化合物中除:有机化合物中除C C、H H原子以外的原子原子以外的原子 如如N N、O O、S S、P P等称为杂原子。等称为杂原子。官能团官能团:官能团是有机分子中比较活泼易发生化: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。团的化合物有相似的性质。碳碳 架架:有机化合物中,碳原子互相连接成链:有机化合物中,碳原子互相连接成链或或 环,是分子的骨架,又称碳架。环,是分子的骨架,又称
2、碳架。基本概念基本概念1为什么要进行分类?为什么要进行分类?有机化合物数目庞大,目前已有近一千万种,有机化合物数目庞大,目前已有近一千万种,每年以万计数目增长。为了便于系统地学习和研究,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。必须进行科学的分类。2分类方法分类方法随着有机化学的发展,有机化合物的分类方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。的碳架结构和有特征反应的官能团两种分类方法。有机化合物分类的重要性有机化合物分类的重要性2.1.1 2.1
3、.1 按分子碳架分类按分子碳架分类1开链化合物开链化合物 化合物中碳原子连成链状,称为化合物中碳原子连成链状,称为开链化合物开链化合物,又称为又称为脂肪族化合物脂肪族化合物。例如:例如:正丁烷正丁烷十二碳醇(月桂醇)十二碳醇(月桂醇)异戊二烯异戊二烯十八碳酸(硬脂酸)十八碳酸(硬脂酸)2 2碳环化合物碳环化合物1)脂环族化合物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,故称为的相似,故称为脂环族化合物脂环族化合物。例如:例如:环己烷环己烷环戊二烯环戊二烯环己醇环己醇环戊基甲酸环戊基甲酸环丙基环己烷环丙基环己烷2)2)芳香族化合物芳香族化合物
4、化合物中含有苯环,有芳香性,故称为化合物中含有苯环,有芳香性,故称为芳芳香族化合物香族化合物。例如:。例如:苯苯苯甲醇苯甲醇异丙基苯异丙基苯-萘酚萘酚菲菲蒽蒽联苯联苯组成环骨架的原子除组成环骨架的原子除C外,还有杂原子,外,还有杂原子,这类化合物称为这类化合物称为杂环化合物杂环化合物。例如:例如:吡啶吡啶呋喃甲醛(糠醛)呋喃甲醛(糠醛)喹啉喹啉噻吩噻吩3 3杂环化合物杂环化合物2.1.2 2.1.2 按官能团分类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(合物分为一类。如:含羧基(COOH)的为羧
5、酸,含氰基()的为羧酸,含氰基(CN)的为腈,含氨基()的为腈,含氨基(NH)的为胺)的为胺 这个表又称这个表又称官能团优先顺序表官能团优先顺序表,它的顺序要,它的顺序要记牢记牢命名时要用到。命名时要用到。将将CC,CH键看成是烷烃的官能团键看成是烷烃的官能团。在教科书中,一般是把这两种分类方法结合,先按碳架在教科书中,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。分类,再按官能团分为若干系列。概述:概述:命名是有机化学的基本内容命名是有机化学的基本内容。对常见有机。对常见有机化合物能顺利命名,依据名称能写出化合物的化合物能顺利命名,依据名称能写出化合物的结构是学习有机化学
6、的基本要求,也是学好有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。机化学的基础。学好有机化学的命名方法,先是掌握有机化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。解,在后面的学习过程中巩固、完善。有机化合物的命名方法主要根据国际纯粹和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(应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry 简称简称IUPAC)公公布的布的有机化学命名法有机化学命名法、有机化合物有机化
7、合物IUPAC命名指南命名指南,以及中国化学会依据,以及中国化学会依据有机化学命有机化学命名法名法的原则,结合我国文字特点推荐的的原则,结合我国文字特点推荐的有机有机化学命名原则化学命名原则。有机化合物的命名也有它的发展历史,形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。成了诸多的命名方法,有的现在仍在使用。2.2.1 化学介词、基和表示链异构的形容词化学介词、基和表示链异构的形容词1化学介词化学介词 化学介词是代表化合物中结构组分结合关系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,介词的连缀词,在命名和结构关系不会混淆时,介词可以
8、省略或放在括号内。有机化合物常用的介词可以省略或放在括号内。有机化合物常用的介词有有8 8个。个。化化有机化合物被视为两个基之间的化合,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。命名时所用的介词。这个介词往往可省略。例如:例如:溴化四乙基铵溴化四乙基铵 (CH(CH3 3CHCH2 2)4 4N N+与与BrBr-化合化合 六氯化苯六氯化苯 看成苯环与六个看成苯环与六个ClCl化合化合 代代母体化合物的氢、其它原子或基团被置换,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。这里的命名所用的介词。常被省略。这里的“母体母体化化 合物合物”非专指碳氢
9、化合物。例如:非专指碳氢化合物。例如:1 1,1 1,2-2-三氯(代)乙烷三氯(代)乙烷 (ClCl置换置换了了CHCH3 3CHCH3 3中中H H)巯基(代)乙酸巯基(代)乙酸(HSHS-置换了置换了CHCH3 3COOHCOOH中中H H)硫代丙酮硫代丙酮(S S置换了置换了CHCH3 3COCHCOCH3 3中的中的O O)乙硫(代)羟酸乙硫(代)羟酸(S S置换了置换了CHCH3 3COOHCOOH中的中的OHOH的的O O)乙硫(代)羧酸乙硫(代)羧酸(S S置换了置换了CHCH3 3COOHCOOH中的中的 COCO的的O O)溴(代)苯溴(代)苯(BrBr置换了置换了 中中H
10、 H)合合有机化合物被视为加成产物,加成双方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,命名时所可以是分子或其中一方是基,命名时所用的介词。例如:用的介词。例如:六氢(合)吡啶六氢(合)吡啶(是分子,是分子,H H是基)是基)聚聚相同或不同分子形成的聚合物命名时,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在单体或链节名称前冠以“聚聚”字。已知字。已知聚合度时,在聚字前加表示聚合度的数聚合度时,在聚字前加表示聚合度的数字。例如:字。例如:三聚乙醛三聚乙醛聚丙烯聚丙烯聚氯乙烯聚氯乙烯缩缩相同或不同的分子间失去水、醇、氨等相同或不同的分子间失去水、醇、氨等 小分子形成的
11、化合物命名所用的介词。小分子形成的化合物命名所用的介词。例如:例如:乙醛缩氨基脲乙醛缩氨基脲一一缩二乙二醇缩二乙二醇戊醛缩乙二醇戊醛缩乙二醇并并复杂碳环或杂环化合物被视为由两个或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:合形成稠环所用介词。例如:并四苯并四苯苯并菲苯并菲在桥环和螺环化合物编号时,除遵守母体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。化合物编号原则外,注意杂原子的编号顺序。杂杂主要用于杂环化合物的命名。主要用于杂环化合物的命名。例如:例如:1,4-二氧杂环己烷
12、二氧杂环己烷2-氧杂氧杂-3-氮杂双环氮杂双环2.2.1庚烷庚烷1-氧杂氧杂-4-硫杂硫杂-8-氮杂螺环氮杂螺环4.5癸烷癸烷联联相同的环烃或杂环彼此以单键或双键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。直接相连,形成集合环所用介词。例如:例如:对联三苯对联三苯联(二)苯联(二)苯2,3-联(二)呋喃联(二)呋喃1,1-联(二)亚环戊二烯联(二)亚环戊二烯2.2.基基(1)一价基一价基:一个化合物从形式上消除一个单价的原子或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:团,剩下的部分为一价基,简称为基,例如:甲基甲基(正)丙基(正)丙基异
13、丁基异丁基仲丁基仲丁基叔丁基叔丁基苯基苯基苄基苄基烯丙基烯丙基乙酰基乙酰基氨基氨基巯基巯基后面三个为复基。基中有支链或复基,常须用后面三个为复基。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,为价原子或基团的那个原子开始,为1,其余顺序编,其余顺序编号。例如:号。例如:二甲氨(基)甲基二甲氨(基)甲基2-羟基乙基羟基乙基羧甲基羧甲基三氯甲基三氯甲基2-甲基丁基甲基丁基2-丙烯基丙烯基2-环己烯基环己烯基-CH2CH2OH-CCl3(2)亚基亚基:一个化合物形式上消除两个单价或一个:一个化合物形式上消除两个
14、单价或一个双价的原子或基团,剩余部分为亚基。例如:双价的原子或基团,剩余部分为亚基。例如:亚甲基亚甲基亚异丙基亚异丙基苯亚甲基(亚苄基)苯亚甲基(亚苄基)亚氨基亚氨基1,2-亚乙基亚乙基1,6-亚己基亚己基邻亚苯基邻亚苯基1,3-亚乙氧基亚乙氧基(3)次基次基:一个化合物从形式上消除三个单价的: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。基限于三个价集中在一个原子上的结构。例如:例如:次甲基次甲基次乙基次乙基次氨基次氨基苯次甲基苯次甲基2-苯基次乙基苯基次乙基(4)自由基自由基:一个化合物从形式
15、上消除一个单电子的原子或:一个化合物从形式上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)。(也称游离基)。例如:例如:“基基”与与“自由基自由基”在写法上有区别。在写法上有区别。烯丙基自由基烯丙基自由基苯甲酸根自由基苯甲酸根自由基甲基自由基甲基自由基苯基自由基苯基自由基三苯甲基自由基三苯甲基自由基3 3表示链异构的形容词表示链异构的形容词CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2-CHO-CH2CH2CH2CH3 正丁烷 正丁醇正戊醛正丁基正正直链烃和官能团取代直链烃未端碳上氢
16、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所得到的烃的衍生物都用“正正”字表示碳链结构。字表示碳链结构。例如:例如:异异-直链结构一末端有两个甲基的特定结构,直链结构一末端有两个甲基的特定结构,命命名称为异名称为异。例如:例如:(CH3)2CH-CH2CH3 异戊烷异戊烷(CH3)2C=CH2异丁烯异丁烯(CH3)2CHCH2OH异丁醇异丁醇(CH3)2CH(CH2)2COOH异己酸异己酸(CH3)2CHCH2CH2CHO异己醛异己醛(CH3)2CH-CH2CH2-异戊基异戊基(CH3)2CHCN 异丁腈异丁腈新新专指具有叔丁基专指具有叔丁基 (CH3)3C-结构的五、六个结构的
17、五、六个 碳原子的链烃或其衍生物。碳原子的链烃或其衍生物。例如例如:(CH3)3CCH2OH新戊醇新戊醇(CH3)3CCH2CH3新己烷新己烷(CH3)4C新戊烷新戊烷(CH3)3CCH2-新戊基新戊基(CH3)3CCH=CH2新己烯新己烯伯、仲、叔、季伯、仲、叔、季表示碳链异构,或碳原子被基表示碳链异构,或碳原子被基取代程度的形容词。取代程度的形容词。分子中连有一个、二个、三个和四个烃基分子中连有一个、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,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、三级和四级碳原也可以分别称作一级、二级、三级和四级碳原子,常用子,
18、常用11、22、33和和44标识。标识。伯、仲、叔碳原子上的氢原子分别称做伯伯、仲、叔碳原子上的氢原子分别称做伯氢、仲氢、叔氢原子。氢、仲氢、叔氢原子。伯、仲、叔碳上连有伯、仲、叔碳上连有OH的化合物分别称为伯醇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。、仲醇、叔醇,也称一级醇、二级醇、三级醇。伯、仲、叔碳上连有伯、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。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伯、仲、叔、季还用于表示氮原子被
19、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。度的形容词,一般是用来表示胺类化合物总称时使用。例如:例如:CH3CH2CH2NH2(CH3CH2CH2)2NH(CH3CH2CH2)3N(CH3CH2CH2)4NBr伯胺(正丙胺)伯胺(正丙胺)仲胺(二丙胺)仲胺(二丙胺)叔胺(三丙胺)叔胺(三丙胺)季铵盐(溴化四丙基铵)季铵盐(溴化四丙基铵)2.2.2 2.2.2 命名法概述命名法概述1.1.普通命名法:普通命名法:对于那些结构简单的化合物,常用普通命名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、方法(也称习惯命名法)命名,其方法是用甲、乙、丙、丁
20、、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二十二表示分子中碳原子数目,用表示链异构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。的形容词表示链的结构,加上化合物的类名。CH3CH2CH2CH3CH2=C(CH3)CH3CH2=CH-C(CH3)=CH2(CH3)3CCl(CH3)3CCH2BrCH3CH(OH)CH2CH3(CH3)2CHCH2CH2OHCH3CH2CH2CHO(CH3)2CHCHO(CH3)2CHCOOH(CH3)2CHCN 正丁烷正丁烷异丁烯异丁烯(CH3)2CH-CH3异丁烷异丁烷异戊二烯异戊二烯叔丁基氯叔丁基
21、氯新戊基溴新戊基溴仲丁醇仲丁醇异戊醇异戊醇正丁醛正丁醛异丁醛异丁醛异丁酸异丁酸异丁腈异丁腈例如:例如:官能团在碳链的中间时,两边组分的名称加上官能团在碳链的中间时,两边组分的名称加上类名。类名。例如:例如:CHCH3 3-O-C(CH-O-C(CH3 3)3 3甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚CHCH3 3CHCH2 2-O-CH=CH-O-CH=CH2 2乙基乙烯基醚乙基乙烯基醚CHCH3 3COCHCOCH2 2CHCH3 3甲基乙基酮甲基乙基酮CHCH3 3COCHCOCH2 2CH=CHCH=CH2 2甲基烯丙基酮甲基烯丙基酮异丁酸异丙酯异丁酸异丙酯乙酰苯胺乙酰苯胺乙酸丙酸酐乙酸丙酸酐2.2.
22、衍生物命名法衍生物命名法在一些简单烃类化合物的名称中,还可以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:衍生物命名法。如:二甲基二乙基甲烷二甲基二乙基甲烷乙基乙炔乙基乙炔三甲基乙烯三甲基乙烯乙烯基乙炔乙烯基乙炔3.3.俗名俗名为了方便,不少有机化合物的名称还保留为了方便,不少有机化合物的名称还保留着俗名。着俗名。大多数俗名是在有机化学发展初期,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:根据化合物的来源、存在或性质而得名。如:蚁酸蚁酸(来自蚂蚁体内)(来自蚂蚁体内)冰醋酸冰
23、醋酸(16结晶像冰)结晶像冰)甘油(味甘甜、油状物)甘油(味甘甜、油状物)2.32.3 系统命名法 根据根据IUPACIUPAC制定的命名方法,中国化学会根据制定的命名方法,中国化学会根据我国文字特点,于我国文字特点,于19601960年制定了年制定了有机化学物质的有机化学物质的系统命名原则系统命名原则,19801980年修订增补为年修订增补为有机化学命有机化学命名原则名原则。其中规定了一些命名原则和烃、杂环化。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。没有十分明确。有机化合物系统命名分四步完成有机化
24、合物系统命名分四步完成:选择选择主要官能团主要官能团,确定取代基在主链上位次确定取代基在主链上位次,确确定取代基列出顺序定取代基列出顺序,写出全称写出全称。1 1、选择主要官能团、选择主要官能团较复杂的有机化合物分子中可能含有多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,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。按主要官能团确定化合物类别定名称。一、有机化合物系统命名的基本步骤一、有机化合物系统命名的基本步骤选择主要官能团的方法是按第一节中的选择主要官能团的方法是按第一节中的“一一些常见官能团及其名称表些常见官能团及其名称表”即即“
25、官能团优先顺序官能团优先顺序表表”里列出的官能团顺序进行选择。里列出的官能团顺序进行选择。习惯上把排在前习惯上把排在前面的官能团选做主要官能团,命名时称为某某化面的官能团选做主要官能团,命名时称为某某化合物,排在其后面的官能团看成取代基合物,排在其后面的官能团看成取代基。例例1 1HOCH2CH2COOH 含有含有HO-和和-COOH两种官能团,两种官能团,-COOH排在前面,选为主要官能团,命名时称为排在前面,选为主要官能团,命名时称为某某酸,而把某某酸,而把-OH基看成取代基。基看成取代基。排在烷后面的官能团看成取代基排在烷后面的官能团看成取代基例例2 2HOCHHOCH2 2CHCH2
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