有机化合物命名

引入

有机化合物种类数以千万计,如何给每种化合物一个不重复的名称?

IUPAC 命名法的基本规则是什么?

为什么同一物质可能有不同的名称（俗名、系统名）?

有机化合物的命名是有机化学的基本功。系统命名法（IUPAC 命名法）能根据分子结构给出唯一、明确的名称,是化学交流的基础语言。

正文

定义

IUPAC 命名法是国际纯粹与应用化学联合会制定的有机化合物系统命名规则。基本思路是根据分子结构,按规则组合”取代基名称+母体名称”,使每种化合物有唯一对应的名称。

基本框架

一个完整的 IUPAC 名称由以下部分组成:

$\text{取代基位置-取代基名称 + 母体碳链 + 官能团后缀}$

例:$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}(\mathrm{OH})\mathrm{CH}{}_2\mathrm{CH}{}_3$ → 丁-2-醇（或 2-丁醇）

• 母体碳链:丁（4 个碳）
• 官能团后缀:醇（$-\mathrm{OH}$）
• 位置:2（羟基在 2 号碳）

碳链命名

碳原子数	词头
1	甲
2	乙
3	丙
4	丁
5	戊
6	己
7	庚
8	辛
9	壬
10	癸
11+	十一、十二……

官能团后缀

官能团	后缀	例子
$-\mathrm{OH}$（醇）	-醇	乙醇 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}$
$-\mathrm{CHO}$（醛）	-醛	乙醛 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CHO}$
$-\mathrm{COOH}$（羧酸）	-酸	乙酸 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}$
$\mathrm{C}=\mathrm{O}$（酮）	-酮	丙酮 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COCH}{}_3$
$-\mathrm{NH}{}_2$（胺）	-胺	乙胺 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}{}_2\mathrm{NH}{}_2$
$-\mathrm{COOR}$（酯）	-酸酯	乙酸乙酯 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5$
$\mathrm{C}=\mathrm{C}$（烯）	-烯	乙烯 $\mathrm{CH}{}_2=\mathrm{CH}{}_2$
$\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}$（炔）	-炔	乙炔 $\mathrm{CH}\equiv \mathrm{CH}$
$-\mathrm{X}$（卤代）	卤代-	氯甲烷 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{Cl}$
$-\mathrm{O}-$（醚）	-醚	甲乙醚 $\mathrm{CH}{}_3\mathrm{OC}{}_2\mathrm{H}{}_5$

官能团优先级（从高到低）:

羧酸 $>$ 醛 $>$ 酮 $>$ 醇 $>$ 胺 $>$ 烯 $>$ 炔 $>$ 醚 $>$ 卤代

优先级高的官能团作为后缀,优先级低的作为取代基前缀。

烷烃命名规则

1. 选主链

选含有最多碳原子的连续碳链作为主链。

2. 编号

从离取代基最近的一端开始编号,使取代基的位次尽可能小。

3. 写名称

• 取代基位置用阿拉伯数字,取代基名称用中文
• 相同取代基合并,用”二""三”等词头表示数目
• 不同取代基按复杂度排列（简单的在前）
• 位置号之间用逗号分隔,位置号与名称之间用短线连接

例:

$\mathrm{CH}{}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{CH}{}_3)-\mathrm{CH}{}_2-\mathrm{CH}(\mathrm{CH}{}_3)-\mathrm{CH}{}_3$

→ 2,4-二甲基戊烷

$\mathrm{CH}{}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{CH}{}_3)-\mathrm{CH}(\mathrm{C}{}_2\mathrm{H}{}_5)-\mathrm{CH}{}_3$

→ 3-乙基-2-甲基丁烷

烯烃和炔烃命名

1. 选含双键（或三键）的最长碳链为主链
2. 从离双键（或三键）最近的一端编号
3. 标明双键（或三键）的位置

例:

$\mathrm{CH}{}_2=\mathrm{CH}-\mathrm{CH}{}_2-\mathrm{CH}{}_3$

→ 1-丁烯

$\mathrm{CH}{}_3-\mathrm{CH}=\mathrm{CH}-\mathrm{CH}{}_3$

→ 2-丁烯

$\mathrm{CH}{}_3-\mathrm{CH}(\mathrm{CH}{}_3)-\mathrm{CH}=\mathrm{CH}{}_2$

→ 3-甲基-1-丁烯

含氧有机物命名

醇

1. 选含羟基的最长碳链为主链
2. 从离羟基最近端编号
3. 后缀为”-醇”,标明羟基位置

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}{}_2\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}$ → 1-丙醇

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}(\mathrm{OH})\mathrm{CH}{}_3$ → 2-丙醇

$\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}-\mathrm{CHOH}-\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}$ → 1,2,3-丙三醇（甘油）

醛

1. 选含醛基的最长碳链为主链
2. 醛基总在 1 号位,不需标明

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}{}_2\mathrm{CHO}$ → 丙醛

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}(\mathrm{CH}{}_3)\mathrm{CHO}$ → 2-甲基丙醛

羧酸

1. 选含羧基的最长碳链为主链
2. 羧基总在 1 号位,不需标明

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}$ → 乙酸

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}{}_2\mathrm{CH}{}_2\mathrm{COOH}$ → 丁酸

酯

由酸和醇两部分命名:酸名+“酸”+醇名（去掉”醇”加”酯”）。

$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOC}{}_2\mathrm{H}{}_5$ → 乙酸乙酯

$\mathrm{HCOOCH}{}_3$ → 甲酸甲酯

芳香化合物命名

苯的衍生物通常以苯为母体:

$\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{CH}{}_3$ → 甲苯

$\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{OH}$ → 苯酚

$\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{NH}{}_2$ → 苯胺

二取代苯有三种异构体:

取代基相对位置	词头	例子
1,2 位	邻（o-）	邻二甲苯
1,3 位	间（m-）	间二甲苯
1,4 位	对（p-）	对二甲苯

俗名与习惯命名

许多常见有机物有广泛使用的俗名:

俗名	系统名	化学式
甲醇（木醇）	甲醇	$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{OH}$
酒精	乙醇	$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}$
醋酸	乙酸	$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COOH}$
蚁酸	甲酸	$\mathrm{HCOOH}$
福尔马林	甲醛溶液	$\mathrm{HCHO}$
丙酮	丙酮（2-丙酮）	$\mathrm{CH}{}_3\mathrm{COCH}{}_3$
甘油	1,2,3-丙三醇	$\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}-\mathrm{CHOH}-\mathrm{CH}{}_2\mathrm{OH}$
石炭酸	苯酚	$\mathrm{C}{}_6\mathrm{H}{}_5\mathrm{OH}$

引出

含有多个官能团的化合物如何命名?优先级如何确定?

立体异构体（顺反异构、对映异构）如何在名称中体现?

高分子化合物的命名有什么特殊规则?

参考:有机化合物基础、认识有机化合物