張 欣,孫莉群
(大慶師范學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院,黑龍江 大慶 163712)
隨著社會文明和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,新的有機(jī)化合物被逐漸發(fā)現(xiàn)和合成,為了使各國化學(xué)工作者更好地進(jìn)行學(xué)術(shù)交流、查詢資料、促進(jìn)有機(jī)化學(xué)更深入的發(fā)展,有必要對其名稱的系統(tǒng)化和統(tǒng)一化作出科學(xué)的規(guī)定。因此,IUPAC不斷修訂有機(jī)化合物的命名規(guī)則(IUPAC機(jī)構(gòu)2001年出版了“Nomenclature of Organic Compounds”)。目前,國內(nèi)高校教材及相關(guān)出版物中,對于有機(jī)化合物的命名依然以中國化學(xué)會《有機(jī)化學(xué)命名原則》(1980)為依據(jù),但由于一些教材編者的理解不同,表述也有不同,甚至有相反的觀點(diǎn),以致在教學(xué)過程中產(chǎn)生了許多混亂現(xiàn)象,從而造成了系統(tǒng)命名法成為有機(jī)化學(xué)教學(xué)中的一個難點(diǎn)。因此加強(qiáng)有機(jī)物命名的教學(xué)和研究有著十分重要的意義。
仔細(xì)研究中國化學(xué)學(xué)會《化學(xué)命名原則》(1980),可將系統(tǒng)命名法用16個字來概括“支鏈最多、碳鏈最長、最低系列、次序規(guī)則”。即命名原則:選擇含有支鏈最多的最長碳鏈為主鏈,主鏈按最低系列原則編號,按順序規(guī)則給出側(cè)鏈順序。
1)“最長” 指碳鏈最長,選擇最長碳鏈為主鏈。
2)“最多” 對于烷烴是指支鏈最多,而對于其他化合物是官能團(tuán)最多。選擇含有支鏈(或官能團(tuán))最多的最長碳鏈為主鏈。
3)“最低系列” 對于鏈狀烴,指的是碳鏈從不同方向編號,得到兩種以上不同的編號的系列,然后順次逐項(xiàng)比較各系列的不同位次,最先遇到位次最小者定為“最低系列”。
“次序規(guī)則”有以下4種含義:
1)原子或基團(tuán)的大小排列順序有機(jī)化合物中各種基團(tuán)可按一定的規(guī)則來排列先后次序,這個規(guī)則稱為次序規(guī)則,其主要內(nèi)容如下:
①將單原子取代基按原子序數(shù)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,在同位素中質(zhì)量高的順序在前。如:I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D>H;②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—CH2C1>-CHF2;③含有雙鍵或三鍵的基團(tuán),可認(rèn)為連有兩個或三個相同的原子,如:—C≡CH>—C(CH3)3>—CH=CH2>—CH(CH3)2>—CH2CH3>—CH3;④若參與比較順序的原子的鍵不到四個,則可以補(bǔ)充適量的原子序數(shù)為零的假想原子,假想原子的排序在最后。例如:CH3CH2NHCH3中,N原子上只有3個基團(tuán),則它的第4個基團(tuán)為一個原子序數(shù)為零的假想原子,4個基團(tuán)的排序?yàn)椋骸狢H2CH3>—CH3>—H>假想原子。
2)官能團(tuán)作為母體的排列順序。對于多官能團(tuán)有機(jī)化合物命名時,按照次序規(guī)則較優(yōu)基團(tuán)作母體,常見的官能團(tuán)及其優(yōu)先次序:—COOH>—SO3H>—CN>—CHO>—CO—>—OH(醇羥基)>—OH(酚羥基)>—NH2>—C≡C—> —C=C—>—OR>—R>—X(鹵原子)>—NO2。
3)對于多烯烴,主鏈確定后,編號在遵守“雙鍵位次號盡可能小”原則外,編號由Z型雙鍵開始,即“Z前E后”。
4)兩個手性原子具有相同的結(jié)構(gòu),相同的位次而構(gòu)型不同時列出順序?yàn)镽比S優(yōu)先,即命名時“R前S后”。
在一些教材中沒有說明多烯烴的Z、E命名規(guī)則是“多烯烴主鏈的編號遵守“雙鍵位次號盡可能小”原則外,編號由Z型雙鍵開始”。因此遇到這樣的問題時容易出現(xiàn)一個化合物兩個名稱的錯誤[1]。例如:
從左向右編號名稱為(Z、E)-2,4-己二烯;而從右向左編號名稱為(E、Z)-2,4-己二烯,正確的名稱為(Z、E)-2,4-己二烯,而(E、Z)-2,4-己二烯是違背“次序規(guī)則”的。
同時含有叁鍵和雙鍵的分子稱為烯炔。目前教材中的命名原則是:首先選取含雙鍵和叁鍵最長的碳鏈為主鏈,位次的編號按“最低系列”原則使雙鍵或叁鍵位次最小?!爱?dāng)雙鍵和叁鍵處在相同位次時,則給雙鍵低位次”(出處見表1),這是錯誤的,它違背了“次序規(guī)則”。因?yàn)橄┤彩请p官能團(tuán)化合物,命名時,首先選取含雙鍵和叁鍵最長的碳鏈為主鏈,然后按“次序規(guī)則”確定母體,母體為炔,因此位次的編號要使叁鍵位次最小。
表1 烯炔命名出現(xiàn)的問題
鹵代烷按系統(tǒng)命名法命名原則是把鹵原子作為取代基,烴看作母體[4,9-10],其他原則與烴的命名相同,即選擇最長碳鏈做主鏈,主鏈的選擇與碳鏈上是否直接連鹵原子無關(guān),而與把鹵原子看作側(cè)鏈烷基一樣,視為取代基而不是官能團(tuán)。但目前全國常用的高等教材中[1-3,5-8],把鹵代烷的命名原則寫成是“選擇含有鹵原子的最長碳鏈為主鏈”,這是錯誤的,錯在他違反了“選擇最長碳鏈做主鏈”的原則,因?yàn)楹宣u原子的最長碳鏈不一定是最長碳鏈。
內(nèi)消旋體是純凈物,命名時,應(yīng)按照兩個手性原子具有相同的結(jié)構(gòu),相同的位次而構(gòu)型不同時列出順序?yàn)镽比S優(yōu)先,即命名時“R前S后”的原則,而一些教材中卻給出了錯誤的名稱(見表2)。
表2 R/S命名中的錯誤
在有機(jī)化合物的命名中,還經(jīng)常出現(xiàn)阿拉伯?dāng)?shù)字和鄰、間、對同時在一個化合物中表示取代基的位置的不規(guī)范命名和違反“次序規(guī)則”、“最低系列原則”命名等(見表3)。
表3 有機(jī)化合物命名中常見的錯誤命名
有機(jī)化合物系統(tǒng)命名法存在的主要問題是對系統(tǒng)命名原則理解不透,如母體的確定、主鏈的選擇、編號順序等,不能正確使用“最低系列”原則和“次序規(guī)則”,而且在多烯烴的Z、E構(gòu)型和內(nèi)消旋體的R、S構(gòu)型的命名中出現(xiàn)一物兩名的錯誤。這些問題導(dǎo)致有機(jī)化合物命名的混亂,給教師的教學(xué)、學(xué)生的學(xué)習(xí)及查閱文獻(xiàn)帶來許多的不便。
建議有機(jī)化學(xué)權(quán)威人士針對有機(jī)化合物的系統(tǒng)命名中出現(xiàn)的問題,對有機(jī)化合物系統(tǒng)命名原則加以修訂(1980年至今已有30年了),使其更加規(guī)范、統(tǒng)一。
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