第2章 有机化合物的分类及命名

1、第2章有机化合物的分类及命名,homesite-,2.1有机化合物分类方法,2.1.1基本概念2.1.2有机化合物分类的重要性2.1.3按分子碳架分类2.1.4按官能团分类,碳架：有机化合物中，碳原子互相连接成链或环，是分子的骨架，又称碳架。,杂原子：有机化合物中除C、H以外的原子如N、O、S、P等称为杂原子。,2.1.1基本概念,官能团：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。,官能团的结构：大多数官能团是由电负性元素或电极性键组成的基团,2.1.2有机化合物分类的重要性,1为什么要进行分类？,有机化合物数

2、目庞大，目前已有近一千万余种，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。,2分类方法,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。通用的是按分子的碳架结构和有特征反应的官能团两种分类方法。,2.1.3按分子碳架分类,1开链化合物,化合物中碳原子连成链状，称为开链化合物，又称为脂肪族化合物。例如：,正丁烷,十二碳醇（月桂醇）,异戊二烯,十八碳酸（硬脂酸）,2碳环化合物,1)脂环族化合物分子中含有碳环的化合物结构和性质与脂肪族化合物的相似，故称为脂环族化合物。例如：,环己烷,环戊二烯,环己醇,环戊基甲酸,环丙基环己烷,2)芳香族化合物化合物中含有苯环，

3、有芳香性，故称为芳香族化合物。例如：,组成环骨架的原子除C外，还有杂原子，这类化合物称为杂环化合物。例如：,吡啶,呋喃甲醛（糠醛）,喹啉,噻吩,3杂环化合物,2.1.4按官能团分类,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。,2.2有机化合物的命名方法,2.2.1概述2.2.2化学介词、基和表示碳链异构的形容词2.2.3命名方法概述,2.2.1概述,命名是有机化学的基本内容。对常见有机化合物能顺利命名，依据名称能写出化合物的结构，由结构能正确命名化合物是学习有机化学的基本要求，也是学好有机化学的基础。,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（I

4、nternationalUnionofPureandAppliedChemistry简称IUPAC）公布的有机化学命名法、有机化合物IUPAC命名指南，以及中国化学会依据有机化学命名法的原则，结合我国文字特点推荐的有机化学命名原则。,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。,伯、仲、叔、季表示碳链异构，或碳原子被基取代程度的形容词。,例如：,1.碳原子类型及氢原子类型,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，也可以分别称作一级、二级、三级和四级碳原子，常用1、2、3和4标识。伯、仲、叔碳原子上的氢原子分别称做伯氢、仲氢、叔氢

5、原子。,例如：,伯、仲、叔碳上连有OH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。,CH3CH2CH2NH2,(CH3CH2CH2)2NH,(CH3CH2CH2)3N,(CH3CH2CH2)4NBr,伯胺（正丙胺）,仲胺（二丙胺）,叔胺（三丙胺）,季铵盐（溴化四丙基铵）,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，也分别称为一级、二级、三级卤代烷。,.基,有机分子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：,甲基,（正）丙基,异丁基,仲丁基,叔丁基,苯基,苄基,烯丙基,乙酰基,氨基,丙烯基,CH=CHCH,(2

6、)自由基：一个化合物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（也称游离基）。,“基”与“自由基”在写法上有区别,烯丙基自由基,苯甲酸根自由基,甲基自由基,苯基自由基,三苯甲基自由基,1.俗名,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：,蚁酸（来自蚂蚁体内）,冰醋酸（16结晶像冰）,甘油（味甘甜、油状物）,硬脂酸（来自脂肪，常温下是固体）,CH3(CH2)16COOH,2.1.2命名法概述,2.习惯命名法（普通命名法）,对于那些结构简单的化合物，常用普通命名方法（也称习惯命名法）命名，其方法是用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一

7、、十二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。,CH3CH2CH2CH3,CH2=C(CH3)CH3,CH2=CH-C(CH3)=CH2,(CH3)3CCl,(CH3)3CCH2Br,CH3CH(OH)CH2CH3,(CH3)2CHCH2CH2OH,CH3CH2CH2CHO,(CH3)2CHCHO,(CH3)2CHCOOH,(CH3)2CHCN,正丁烷,异丁烯,异戊二烯,叔丁基氯,新戊基溴,仲丁醇,异戊醇,正丁醛,异丁醛,异丁酸,异丁腈,例如：,官能团在碳链的中间时，两边组分的名称加上类名。,异丁酸异丙酯,乙酰苯胺,乙酸丙酸酐,醚：,酮：,羧酸衍生物：,3.衍

8、生物命名法,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衍生物命名法。如：,二甲基二乙基甲烷,乙基乙炔,三甲基乙烯,乙烯基乙炔,2.2.系统命名法,根据IUPAC制定的命名原则，中国化学会根据我国文字特点，于1960年制定了有机化学物质的系统命名原则，1980年修订增补为有机化学命名原则。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没有十分明确。,2.2.1系统命名法概述,有机化合物系统命名分四步完成：选择主要官能团，确定取代基在主链上位次，确定取代基列出顺序，写出全称。,1.选择主要官能团,较复杂的有机化合物分子中可能含有多

9、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。,2.确定取代基在主链上位次,有机化合物命名的第二步是选择含有主要官能团、取代基多的最长碳链为主链，从靠近官能团的一端开始给主链编号，确定取代基在主链上的位置。编号要遵守“最低系列原则”。,最低系列原则：主链的不同方向编号，得到两种或两种以上的编号系列，比较各系列的取代基的不同位次，最先遇到的位次最小者定位“最低系列”，最低系列为主链的编号系列。,例1,上面的编号方向合理，是靠近主要官能团一端开始编号，其最低位号最小。,1,3-丁二醇（不能叫2，4-丁二醇）,例2,按上面编号系列，取代基位次2.7.8，按下面编号系列取代

10、基位次3.4.9，最先遇到的位次上面系列是2，下面系列是3。上面系列为最低系列。,2，7，8-三甲基癸烷（不能叫3，4，9-三甲基癸烷）,4,例3,按上面编号系列，取代基位次为2.4.7，按下面编号系列，取代基位次为2.5.7，最先遇到的位次两系列都是2，再往下比较，上面系列是4，下面系列是5，因此上面系列为最低系列。,2,4,7-三溴辛烷（不能叫2,5,7-三溴辛烷）,3.确定取代基列出顺序,主链上有多个取代基或官能团命名时，这些取代基或官能团列出顺序遵守“顺序规则”，较优基团后列出。通常用“”表示优于。,顺序规则内容：,(1)比较各取代基或官能团的第一个原子的原子序数，原子序数大者为较优基

11、团。若为同位素，则质量较大的为“较优”基团。例如：IBrClFONCH:(指孤对电子)，DH。第一个原子排在前面的基团为较优基团。,(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，以此类推。比较时，按原子序数排列，先比较各组中原子序数大者，若仍相同，再依次比较第二个，第三个,例1.比较-CH2Cl与-CH3第一个原子相同，都为C。比较与C相连的第二个原子，-CH2Cl的第二个为（Cl、H、H），-CH3的第二个为（H、H、H），先比较原子序数大者，ClH，因此-CH2Cl为“较优”基团。,比较-CHClOCH3与-CCl(CH3)2-CHClOCH3可以写成C(Cl、O、H)，

12、-CCl(CH3)2可以写成C(Cl、C、C)，第一个原子相同，都为C。比较第二个原子，第二个原子是一组三原子，比较这组中原子序数最大者，又相同都为Cl，比较这组中第二个，OC（若仍相同，继续比较下去），因此：-CHClOCH3-CCl(CH3)2,例2.,比较-CH2CH2CH2CH3和-CH2CH2CH3前三个原子都为C，相同。比较第三个原子上连的原子，丁基C3(C、H、H)，丙基C3(H、H、H)，因此，-CH2CH2CH2CH3-CH2CH2CH3,例3.,（3）含有双键或三键的基团，可以分解为连有两个或三个相同原子。,例1.比较和,相当于,C1(C,C,H),C2(C,H,H),相当

13、于,C1(C,C,C),C2(C,C,H),因此,例2.比较CHO和CN,C1(O,O,H),C1(N,N,N),相当于,相当于,因此,CN,（4）若原子的键不到四个（氢除外），可以加原子序数为零的假想原子（其顺序排在最后），使之达到四个。,例：-NH2的孤对电子即为假想原子。,4.写出全称,写出化合物全名称时，取代基的位号写在相应取代基的名称前面，用半字线“”与取代基分开；相同取代基或官能团合并写，用二、三等表示相同取代基或官能团数目，位号间用逗号“,”分开；前一取代基名称与后一取代基的位号间也用半字线“”分开。在不能混淆时，可以省去位次号，多数情况下位次号“1”可以省去。,例1.,5-甲基

14、-3-乙基（-1-）庚醇,读作：5位甲基，3位乙基庚醇,例2.,2,3,5-三甲基-6-溴（代）辛烷,读作：2,3,5位三甲基，6位溴（代）辛烷,3-甲基-1,2-丁二醇,读作：3位甲基，1,2位丁二醇,例3.,1.开链烷烃的命名,（1）,（2）,（3）,2.3.2烃的命名,比较下列基团在顺序规则中的优先性,原则：1、母体：选择最长的碳链主链，确定母体名称某烷。2、确定取代基在主链上位次，确定取代基列出顺序。3、写出全称。,主链是最长的碳链，若可能有两条或两条以上的最长链可比较时，选择含侧链最多的为主链，如果含的侧链数也相等，则比较侧链的位次，选择侧链位次最低的链为主链。依此类推，直到选出主链

15、为止。,较短侧链中含碳原子数多意思是两个短侧链比较，含碳原子数多的是要选择的，如果两个最短侧链含的碳原子数相同，则比较次短的两个侧链，依此类推。,侧链分支少意思是两个侧链碳原子数相等，看侧链碳原子链接方式，侧链上支链数少的是要选择的。,例1,4-甲基-5-乙基辛烷,一条最长碳链“”表示方向。,例2,4-丙基-5-异丙基辛烷,两条链一样，可任选一个为主链,例3,3,3-二甲基己烷,相同取代基合拼写，用“二”表示数目,例4,2-甲基-5,5-二（1,1-二甲基丙基）癸烷或2-甲基-5-1,1-二甲基丙基-5-1,1-二甲基丙基癸烷,相同取代基合并写。侧链中有支链，写全称时有两种写法。,例5,7-（

16、1,1-二甲基丁基）-7-（1,1-二甲基戊基）十三烷或7-1,1-二甲基丁基-7-1,1-二甲基戊基十三烷,最长碳链为主链，两个不同取代基的编号相同，较优基团后列出。,例6,两条链一样长，选取代基多者为主链。,2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷,例7,例8,两条链一样长，取代基数目相等，选较短侧链中含碳原子数多者为主链。,2-甲基-5-乙基-4-（1-甲基丙基）庚烷,4-丙基-6-（1-异丙基戊基）十二烷,两条链一样长，取代基数目相等，侧链位次相等，选较短侧链中含碳原子数多者为主链。,分子中含有双键或三键的碳氢化合物统称为不饱和烃，双键看成烯烃的官能团，三键看成是炔烃的官能团，命名时分别称做烯

17、烃或炔烃。,2.开链不饱和烃的命名,选择含双键或三键多的长碳链为主链，从靠近双键或三键端编号。为了清楚起见，主链超十个碳原子的不饱和烃，在表示碳数的“数词”后加上“碳”字。,例2.,例1.,例3.,3-庚烯,（1-）十二碳烯,双键在第一位，表示双键位置的“1”可以省去，避免与双键数目混淆，十二后加“碳”字。,给双键小位号，而不是给甲基小位号。,5-甲基-3-庚烯,例4.,例5.,3,4-二丙基-1,3,5-己三烯,2,5-十七碳二炔,例6.,3-甲基-1-丁炔,选择双链数目多的为主碳链,4.开链烯炔的命名,分子中同时含双键和三键的烃称为烯炔。,按最低系列原则给双键或三键尽可能低的位号，在双、三

18、键位号有选择时，优先给双键最低位号。,例1.,3-戊烯-1-炔,三键位号写在烯与炔之间。,例2.,1,3-己二烯-5-炔,双键、三键位号有选择，给双键最小号。,例3.,例4.,双键、三健位号有选择，给双键最小号，相同取代基合并写。,3,4-二丙基-1,3-己二烯-5-炔,2-甲基-1-己烯-5-炔,例5.,例6.,5-乙基-1,3-庚二烯-6-炔,3-甲基-5-己烯-1-炔,单环脂肪烃包括单环烷烃、单环烯烃和单环炔烃，命名方法与开链烃相同，只是在名称前加“环”字。,例1.,2.2.3.脂肪烃命名,环己烷,甲基环戊烷,1-甲基-3-乙基环己烷,环戊烯,1,3-环己二烯,3-甲基环戊烯,4-甲基环

19、己烯,例2.,5.桥环烃的命名,两个环共用两个碳原子组成的环烃称为桥环烃，两环共用的碳原子称为桥头碳原子，其余的称为桥（链）碳原子，化合物命名为双环烃。,环的编号从一个桥头碳原子开始，沿着大环编到另一个桥头碳原子，再从这个桥头碳原子沿着次大环继续编号，如果有官能团或取代基给以尽可能小的位号。命名时将取代基连位号写在前面，桥上碳原子数目从大到小写到方括号中，中间用圆点隔开，写出官能团的位次号及名称。,(1)桥环烃的命名,双环4.2.0辛烷,双环2.2.1-2-庚烯,5,6-二甲基双环2.2.2-2-辛烯,例如：,(2)螺环烃的命名,两个环共用一个碳原子组成的环烃称为螺环烃，共用的碳原子称为螺原子

20、,化合物命名为螺烃。,命名方法与桥环相似，环的编号从与螺原子相邻的碳开始，沿小环编到大环，如果有官能团或取代基给予尽可能小的位号。标明螺环上碳原子数目时，先写小环碳原子数目，再写大环碳原子数目，放在方括号中。,两个环共用一个碳原子组成的环烃称为螺环烃，共用的碳原子称为螺原子,化合物命名为螺烃。,螺3.5壬烷,1-甲基螺3.5-5-壬烯,6.单环芳烃的命名,简单的芳烃是以苯命名，环上取代基位次用1,2,3,4,5和6表示。二元取代苯也可用邻、间、对或o-(ortho)、m-(meta)、p-(para)表示，相同的三元取代基还可用“连”、“偏”、“均”表示。,异丙（基）苯,甲（基）苯,1,2-二

21、甲苯或邻二甲苯或o-二甲苯,1,3-二甲苯或间二甲苯或m-二甲苯,例如：,1,4-二甲苯或对二甲苯或p-二甲苯,1,2,3-三甲苯或连三甲苯,1,2,4-三甲苯或偏三甲苯,1,3,5-三甲苯或均三甲苯,苯环上连有复杂的烷基或不饱和烃基时，一般以苯环为取代基，不同的烃基按顺序规则列出。,例如：,2-甲基-4-苯基戊烷,苯乙烯,苯乙炔,2-甲基苯基乙炔,3-甲基苯基乙炔,2-苯基-2-丁烯,2-甲基-3-(3-甲基苯基)丁烷,7.多环芳烃的命名,(1)多苯代脂烃,多苯代脂烃是指脂肪烃中氢原子被多个苯环取代的一类化合物。命名时，把苯环看成取代基，按脂肪烃命名。,例1,CH4中两个氢被苯基取代。,二苯

22、甲烷,例2,乙烷中两个氢被苯基取代。,1,2-二苯基乙烷,例3,1,2-二苯基乙烯,乙烯中两个氢被苯基取代。,(2)联苯型多环芳烃,联苯型多环芳烃指多个苯环通过单键相互联接的一类化合物。,命名时，用二、三、四表示苯环的数目，用化学介词“联”表示苯环间的关系。,对联三苯,联（二）苯,(3)稠环芳烃,分子中含有两个或两个以上苯环彼此间用两个相邻的碳原子稠合而成的芳烃称为稠环芳烃。,萘,蒽,菲,常见的稠环芳烃有特定的名称，每种稠环上编号又有所有不同。,2-甲基萘或-甲基萘,1-乙基蒽或-乙基蒽,3-甲基菲,复杂一些稠环芳烃命名可用化学介词“并”表示环的结构关系,并四苯,1,2-苯并蒽,2.3.3烃类

23、衍生物的命名,为叙述系统法命名方便起见，把烃类衍生物分成两类；一类是含有一种官能团（单官能团）化合物；一类是含有多种官能团（混合官能团）的化合物。,1.单官能团化合物,从常见官能团表中官能团排列顺序和官能团在分子碳链上的位置，可把单官能团化合物分成四类进行命名。,(1)把官能团看成取代基类化合物,这类官能团有氨基(NH2)、亚氨基(=NH2)、烃氧基(RO)、烃硫基(RS)、卤原子(X,X=F,Cl,Br,I)、硝基(NO2)和亚硝基(NO)等，命名时看成取代基，化合物名为烃。,选择含官能团多的长碳链为主链，从靠近官能团一端给主链编号，称做某某烃。,例1.胺类化合物的命名，括号中的名称为普通名

24、称，简单的胺类化合物系统名称不如普通命名使用普遍。,2-氨基丁烷（仲丁胺）,氨基环己烷（环己胺）,-氨基萘（-萘胺）,氨基苯（苯胺）,1,4-二氨基苯（对苯二胺）,1-（甲基乙基氨基）丁烷（N-甲基-N-乙基丁胺）,苯氨基苯（二苯胺）,1,6-二氨基己烷（己二胺）,例2醚类化合物的命名，括号中名称为普通命名，简单醚普通命名使用普遍。,把醚中较不优的烃基连氧一起看成取代基称做烃氧基，较优烃基作母体，称为某某烃。,甲氧基乙烷（甲乙醚）,2-甲基-2-甲氧基丙烷（甲基叔丁基醚）,甲氧基乙烯（甲基乙烯基醚）,甲氧基苯（甲基苯基醚、苯甲醚）,3-乙氧基戊烷,1,2-二乙氧基乙烷,1,2-环氧丙烷,1,4

25、-环氧丁烷（四氢呋喃）,1-乙硫基丙烷（乙基丙基硫醚）,例3卤代烃的命名,卤原子看成取代基，烃基看成母体，称为某某烃。,3-甲基-2-氯戊烷,2-甲基-1-溴戊烷,3-氯丙烯,1,3-二氯环己烷,4-氟甲苯或对氟甲苯,1-溴丙炔,1-氯-3-溴丙烷,-溴代萘,例4硝基化合物的命名,硝基看成取代基，烃基看成母体，称为某某烃。,硝基甲烷,硝基苯,1,3-二硝基苯,1-亚硝基萘,(2)官能团在链端类化合物,含羧基(-COOH)，氰基(-CN)，醛基(-CHO)，磺基(-SO3H)的化合物分别是酸、腈、醛和磺酸。这类化合物命名时，官能团看作连接在主链端，编号从它开始。,例1.羧酸化合物的命名,丙酸,2-甲基丁酸,2-甲基丙烯酸（-甲基丙烯酸）,环戊基甲酸,对甲基苯乙酸,2-环己烯基乙酸,己二酸,对苯二甲酸,注意：给主链编号有两种方法，一种从头开始1,2,3,另一种是从邻接官能团的碳原子开始、,例2.醛的命名醛的命名与羧酸的命名相同,2-甲基丙醛（-甲基丙醛）,