有机化合物的命名结构和物理性质.pptx
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1、 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,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。第一节 系统命名体系第1页/共127页 IUPAC命名法由于照顾了历史的情况和使用的简便,保留了相当多的简单化合物与基团的普通命名。美国化学文摘(Chemical Abstracts,CA)
2、化学物质索引与分子式索引中以及一些工具书中,为了便于编排,希望一个化合物只有一个名称,所以几乎将系统命名中的个别普通命名全部取消,形成了更加系统的CA系统命名法。对于大部分有机化合物而言,采用IUPAC命名法与采用CA命名法得到的名称是一致的,个别化合物两种名称有区别。我国的命名法是中国化学会(Chinese Chemical Society,CCS)参照IUPAC命名系统,结合我国文字特点,于1960年修改制订了有机化学物质的系统命名原则,在1980年又加以补充,出版了有机化学命名原则增订本,从而形成了CCS80系统命名法。第2页/共127页第二节 烷烃的命名一、烷烃的命名(一)直链烷烃的命
3、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110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己烷。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。第3页/共127页正烷烃的名称 构 造 式 中 文 名 英 文 名 CH4 甲 烷 methane CH3CH3 乙 烷 ethane CH3CH2CH3 丙 烷 propane CH3(CH2)2CH3 (正)丁 烷 n-butane CH3(CH2)3CH3 (正)戊 烷 n-pentane CH3(CH2)4CH3
4、 (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 n-tridecane CH3(CH2)12CH3 (正)十四烷 n-tetradecane CH3(CH2)13CH3 (正)十五烷 n-pentadecane
5、CH3(CH2)14CH3 (正)十六烷 n-hexadecane CH3(CH2)15CH3 (正)十七烷 n-heptadecane第4页/共127页 构造式 中文名 英文名CH3(CH2)16CH3(正)十八烷 n-octadecaneCH3(CH2)17CH3(正)十九烷 n-nonadecaneCH3(CH2)18CH3(正)二十烷 n-icosaneCH3(CH2)19CH3(正)二十一烷 n-henicosaneCH3(CH2)20CH3(正)二十二烷 n-docosane CH3(CH2)28CH3(正)三十烷 n-triacontaneCH3(CH2)29CH3(正)三十一烷
6、 n-hentriacontaneCH3(CH2)30CH3(正)三十二烷 n-dotriacontaneCH3(CH2)38CH3(正)四十烷 n-tetracontaneCH3(CH2)48CH3(正)五十烷 n-pentacontaneCH3(CH2)58CH3(正)六十烷 n-hexacontaneCH3(CH2)68CH3(正)七十烷 n-heptacontaneCH3(CH2)78CH3(正)八十烷 n-octacontaneCH3(CH2)88CH3(正)九十烷 n-nonacontane CH3(CH2)98CH3(正)一百烷 n-hectaneCH3(CH2)132CH3(正
7、)一百三十四烷 n-tetratriacontanehectane第5页/共127页1.碳原子的级1oH 2oH 3oH 1oC 2oC 3oC 4oC(伯)(仲)(叔)(季)与一个碳原子相连的碳为一级碳原子;与二个碳原子相连的碳为二级碳原子;与三个碳原子相连的碳为三级碳原子;与四个碳原子相连的碳为四级碳原子。(二)支链烷烃的命名第6页/共127页正丁基 二级丁基 异丁基 (n)(sec or s)(iso)甲基 乙基 正丙基 异丙基2.烷基的命名 烷烃去掉一个氢原子后剩下的部分称为烷基。第7页/共127页 三级戊基 三级丁基 新戊基 (Tert or t)(neo)第8页/共127页3.烷烃
8、的普通命名 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(neo-)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。烷基的普通命名只适用于简单的烷基。第9页/共127页(异戊烷)普通命名法命名有支链的烷烃时,一般只适合于简单的烷烃。例如戊烷的三个同分异构体的普通命名如下:(正戊烷)(新戊烷)第10页/共127页异辛烷异辛烷中的异不符合命名
9、的规定,是一个特例。第11页/共127页 在烷烃的普通命名中用正、异、新可以区别烷烃中具有五个碳原子以下的同分异构体,但命名多于五个碳原子的烷烃时就有困难了。如六个碳原子的化合物有五个同分异构体,除用正、异、新表示其中的三个化合物外,尚有两个无法加以区别,故此命名法只适用于简单的化合物。第12页/共127页烷基的系统命名法: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。第13页/共127页二甲基,正丙基,异丙基甲烷甲烷又称沼气以甲烷为母体,其它部分都作为取代
10、基来命名.(一般总是选连有烷基最多的碳原子作为甲烷的碳原子)5.俗名(通常根据来源命名)4.衍生物命名法第14页/共127页取代基 +母体取代基位置号+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)iso,neo,cyclo 参加比较n-(正),sec(二级),tert(三级),di(二个),tri(三个),tetra(四个)不参加比较。6.支链烷烃的系统命名(1)烷烃命名的基本格式第15页/共127页A、确定主链:链的长短(长的优先),侧链数目(多的优先),侧链位次大小(小的优先),各侧链碳原子数(多的优先),侧链分支的多少(少的优先)。B、编号:按最
11、低系列原则编号。最低系列原则:使取代基的位置号码尽可能小。若有多个取代基,逐个比较,直至比出高底为止。C、按名称基本格式写出全名。命名步骤第16页/共127页3.命 名:中文名称:2,3,5-三甲基己烷 英文名称:2,3,5-trimethylhexane2 编 号:第一行 取代基编号为2,4,5;第二行 取代基编号为2,3,5;根据最低系列原则,用第二行编号。1 确定主链:最长链为主链。第17页/共127页1 确定主链:有两个等长的最长链。比较侧链数:多的优先。一长链有四个侧链,另一长链有二个侧链。2 编 号:第二行取代基编号2,3,4,5;第一行取代基编号 4,5,6,7。根据最低系列原则
12、,选第二行编号3 命 名:中文名称:2,3,5-三甲基-4-丙基辛烷 英文名称:2,3,5-trimethyl-4-propyloctane第18页/共127页1 确定主链:有两根等长的主链,侧链数均为三个。一长链侧链位次2,4,5;而另一长链侧链位次2,4,6,小的优先。2 编 号:黑色编号侧链位次2,4,5;蓝色编号侧链位次3,4,6。按最底系列原则选黑色编号。3命名:中文命名:2,5-二甲基-4-异丁基庚烷 或 2,5-二甲基-4-(2-甲丙基)庚烷 英文命名:4-isobutyl-2,5-dimethylheptane 或2,5-dimethyl-4-(2-methylpropyl)h
13、eptane第19页/共127页1 确定主链:有两根等长的最长链。侧链数均为5。侧链的位次均为3,5,7,9,11。侧链的碳原子数由小到大依次为:1,1,1,2,8 多的优先 1,1,1,1,92 编 号:第二行编号和第一行编号取代基位次等同(均为3,5,7,9,11),此时用最底 系列原则无法确定选那一种编号,则用下面方法确定编号。中文,让 顺序规则中顺序较小的基团位次尽可能小,所以,取第二行字编号。英文,按英文字母顺序,让字母排在前面的基团位次尽可能小,所以取第一行编号。3 命 名:中文 3,5,9-三甲基-11-乙基-7-(2,4-二甲基己基)十三烷 英文 7-(2,4-dimethyl
14、hexyl)-3-ethyl-5,9,11-trimethyltridecane第20页/共127页1 确 定 主 链:有 两 根 等 长 的 长 链。两 根 长 链 均 有 两 个 侧 链。侧 链 位 次 均为4,5。侧链的碳原子数均为3,7。黑字长链4位无侧分支,5位有侧分支。绿字长链4,5位侧链均有侧分支。侧分支少优先。2 编号:黑字编号,取代基位置4,5。蓝字编号取代基位置7,8。取黑字编号。3 命名:中文命名 4-丙基-5-(1-异丙基丁基)十一烷 英文命名 5-(1-isopropylbutyl)-4-propylundecane第21页/共127页定义:只有一个环的烷烃称为单环烷
15、烃。命名步骤:1.确定母体:没有取代基的环烷烃本身就是母体,命名时只须在相应的烷烃前加“环”(英文加cyclo),环上有取代基的环烷烃以环为母体还是以链为母体视情况而定。2.编号要符合最低系列原则3.按名称的基本格式要求写出全名一、单环烷烃的命名第三节 环烷烃的命名第22页/共127页乙基环己烷 ethylcyclohexane2-甲基-4-环己基己烷4-cyclohexyl-2-methylhexane侧链比较简单,以环为母体,链为取代基,侧链比较复杂,以链为母体,环为取代基。第23页/共127页1,4-二甲基-2-乙基环己烷2-ethyl-1,4-dimethylcyclohexane第2
16、4页/共127页1,3-二甲基-5-乙基环己烷1-ethyl-3,5-dimethyl cyclohexane用最低系列原则无法确定选哪一种编号时,则用下面方法确定编号。中文,让顺序规则中顺序较小的基团位次尽可能小。英文,按英文字母顺序,让字母排在前面的基团位次尽可能小。第25页/共127页共用二个或多个碳原子的多环烷烃为桥环烷烃。桥环烷烃的命名步骤1.确定母体烃的名称:根据成环碳原子的数目而定;2.确定环数:环数等于把化合物切开成开链烃的最少切割次数;3.确定主环:碳原子数最多的环为主环;4.确定主桥:主环内最长的桥是主桥,其它的桥是次桥。若最长的桥有二个或多个时,要选择较对称地分割主环的桥
17、为主桥。二、桥环烷烃的命名第26页/共127页5.编号:从主桥的一个桥头开始编号,沿碳多的一半到另一个桥头,再编另一半到起点。环编完后,接着编长桥上的碳原子,再编次桥上的碳原子,如编号可以选择,则使取代基的位号尽可能最小。6.确定方括号内的数字,标明结构。在方括号内,依次写上主桥二侧的碳原子数,不包括桥头碳,先多后少,主桥的碳原子数,各次桥的碳原子 数。次桥的碳原子数的右上方要写上环与次桥相连的碳原子编号。7.写出母体的名称。“环数+带有数字的方括号+母体烃名称”三部分共同组成桥环烷烃的名称。第27页/共127页命名格式:环数 +带有数字的方括号 +母体烃名称三环烃中,在2,6位中间无碳原子,
18、因此用零表示,在零的右上角标明位号,位号中间用逗号隔开。第28页/共127页主桥(1S,2S,5R,6R)三环 4.3.2.02,5 十一烷主环两半的碳原子数 次桥上的碳原子数连接 次桥碳原子的编号(1S,2S,5R,6R)-Tricyclo4.3.2.02,5undecane次桥主桥上的碳原子数第29页/共127页(2S)-2-甲基二环2.2.2辛烷(2S)-2-methylbicyclo2.2.2octane*若环上有取代基,则取代基的编号,名称放在母体前。若有多个取代基:中文命名时,取代基的位次按顺序规则由小到大排列;英文命名时,取代基的位次按英文字母排列。*编号的方式若有各种选择时,要
19、使取代基的号码尽可能小。*三个环都是六元环,无大小之分。此时选取代基多的为主环。第30页/共127页对于一些结构复杂的桥环烷烃,常用俗名。立方烷Cubane 金刚烷Amadantane 第31页/共127页单环之间共用一个碳原子的多环烷烃为螺环烷烃。三、螺环烷烃的命名2 命名格式 螺数 +带数字的方括号 +母体烃的名称共用的碳原子为螺原子第32页/共127页(1).确定母体烃的名称:根据成环碳原子的数目确定母体烃的名称。(2).确定螺数:根据螺原子的个数分为单螺,二螺,三螺等。(3).编号:螺环的编号是从螺原子上的小环开始顺序编号,从与端螺原子相邻的一个碳原子开始,沿多环的边使所有的螺原子位号
20、都尽可能小的路径编号。1、螺环烷烃的命名步骤第33页/共127页(4).若有取代基,取代基的编号和名称放在母体前。若有多个取代基,取代基的位次按顺序规则由小到大排列。编号的方式若有各种选择时,要使取代基的号码尽可能小。螺5.5十一烷分子对称,可合并命名,称为螺二环己烷(spirobicyclohexane)第34页/共127页 烯烃(Alkenes)和炔烃(Alkynes)也只含碳原子和氢原子。与烷烃相比,多了碳碳双键和碳碳三键官能团,其命名原则与烷烃基本一致,但最主要的区别是:选择主链时必须含有双键或三键,切须标明双键和三键的位置。第四节 烯烃和炔烃的命名第35页/共127页(1)将含双键的
21、最长碳链作为主链,并按主链中所含碳原子数把该化合物命名为某烯。(2)从主链靠近双键的一端开始,依次将主链的碳原子编号,使双键的碳原子编号较小。(3)把双键碳原子的最小编号写在烯的名称的前面。取代基所在碳原子的编号写在取代基之前,取代基也写在某烯之前。(4)对于环状烯烃,双键总是在C1和C2之间,因此表示双键位置的编号为默认值1,可省略。1.系统命名一、烯烃的命名第36页/共127页3-丙基-1-己烯3-propyl-1-hexene4,5-二甲基环己烯4,5-dimethylcyclohexene1,6-二甲基环己烯1,6-dimethylcyclohexene4-甲基-2-戊烯4-methy
22、l-2-pentene第37页/共127页3(2甲基丙基)环己烯3(2methylpropyl)cyclohexene1-甲基-5-乙基环己烯5-ethyl-1-methylcyclohexene该化合物的双键在环中,所以母体是环己烯。编号时,首先要使官能团的位号尽可能小,所以环中,主官能团的位号为1。其次,要使取代基的位置号也尽可能小。第38页/共127页烯烃的普通命名法和烷烃的普通命名法类似,用正、异等词头来区别不同的碳架。2.烯烃的普通命名法 乙烯 丙烯 异丁烯Ethylene propylene isobutylene第39页/共127页3.烯烃的俗名 某 些 复 杂 的 天 然 产
23、物,含 有 多 个 共 轭 双 键(Conjugated double bond),如胡卜素及维生素A等,这些化合物一般都用俗名命名。第40页/共127页烯烃去掉一个氢原子,称为某烯基(enyl)。烯基的编号从带有自由价(Free Valence)的碳原子开始。4.烯基的命名第41页/共127页1.炔烃的系统命名 单炔烃的系统命名方法与单烯烃相同,炔的英文名称是将相应烷烃中的词尾ane改为yne。二、炔烃的命名第42页/共127页炔烃去掉一个氢原子即得炔基,词尾用ynyl代替相应烷基的词尾yl。2.炔基第43页/共127页若分子中同时含有双键与叁键,可用烯炔作词尾,英文名称用enyne代替烷中
24、的ane,给双键、叁键以尽可能低的编号,如果位号有选择时,使双键位号比叁键小,书写时先烯后炔。3.烯炔的系统命名第44页/共127页4.炔烃的衍生物命名 简单的炔烃可作为乙炔(acetylene)的衍生物来命名。第45页/共127页 最简单的单环芳烃是苯(Benzene)。其它的这类单环芳烃可以看作是苯的一元或多元烃基的取代物。苯的一元烃基取代物只有一种。命名的方法有两种:一、以苯环为母体的命名:将苯作为母体。烃基作为取代基,称为苯。第五节 苯及其衍生物的命名第46页/共127页 将苯作为取代基,称为苯基(Phenyl),它是苯分子减去一个氢原子后剩下的基团,可简写成Ph,苯环以外的部分作为母
25、体,称为苯(基)。二、以苯环为取代基的命名第47页/共127页 苯的二元烃基取代物有三种异构体,它们是由于取代基团在苯环上的相对位置的不同而引起的,命名时用邻或o-(ortho)、间或m-(meta)和对或p-(para)表示,也可用1,2、1,3、1,4表示。第48页/共127页 若苯环上有三个相同的取代基,常用“连”(英文用“vicinal”,简写“vic”)为词头,表示三个基团处在1,2,3位。用“偏”(英 文 用“unsymmetrical”,简 写“unsym”)为词头,表示三个基团处在1,2,4位。用“均”(英文用“symmetrical”,简写“sym”)为词头,表示三个基团处在
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