烷烴和環(huán)烷烴的命名

烷烴和環(huán)烷烴的命名第一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三有機(jī)化合物種類繁多，數(shù)目龐大，即使同一分子式，也有不同的異構(gòu)體，若沒有一個完整的命名（nomenclature）方法來區(qū)分各個化合物，在文獻(xiàn)中會造成極大的混亂，因此認(rèn)真學(xué)習(xí)每一類化合物的命名是有機(jī)化學(xué)的一項重要內(nèi)容?，F(xiàn)在書籍、期刊中經(jīng)常使用普通命名法和國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry）命名法,后者簡稱IUPAC命名法。第二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三一、鏈烷烴的命名1系統(tǒng)命名法（1）直鏈鏈烷烴的命名（2）支鏈鏈烷烴的命名

（i）碳原子的級（ii）烷基的名稱（iii）順序規(guī)則（iv）名稱的基本格式（v）命名原則和命名步驟2普通命名法3衍生物命名法4俗名第三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三1.系統(tǒng)命名法（1）直鏈烷烴的命名直鏈烷烴（n?alkanes）的名稱用“碳原子數(shù)+烷”來表示。當(dāng)碳原子數(shù)為1~10時，依次用天干——甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸——表示。碳原子數(shù)超過10時，用數(shù)字表示。例如：六個碳的直鏈烷稱為己烷。十四個碳的直鏈烷烴稱為十四烷。烷烴的英文名稱是alkane，詞尾用ane。表1列出了一些正烷烴的中英文名稱：

第四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三表1正烷烴的名稱構(gòu)造式中文名英文名CH4甲烷methaneCH3CH3乙烷

ethaneCH3CH2CH3丙烷propaneCH3(CH2)2CH3（正）丁烷n-butaneCH3(CH2)3CH3（正）

戊烷n-pentaneCH3(CH2)4CH3（正）

己烷n-hexaneCH3(CH2)5CH3（正）

庚烷n-heptaneCH3(CH2)6CH3（正）

辛烷n-octaneCH3(CH2)7CH3（正）

壬烷n-nonaneCH3(CH2)8CH3（正）

癸烷n-decaneCH3(CH2)9CH3（正）

十一烷n-undecaneCH3(CH2)10CH3（正）十二烷n-dodecaneCH3(CH2)11CH3（正）十三烷n-tridecaneCH3(CH2)12CH3（正）十四烷n-tetradecaneCH3(CH2)13CH3（正）十五烷n-pentadecaneCH3(CH2)14CH3（正）十六烷n-hexadecaneCH3(CH2)15CH3（正）十七烷n-heptadecane第五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三構(gòu)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-docosaneCH3(CH2)28CH3（正）三十烷n-triacontaneCH3(CH2)29CH3（正）三十一烷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-nonacontaneCH3(CH2)98CH3（正）一百烷n-hectaneCH3(CH2)132CH3（正）一百三十四烷n-tetratriacontanehectane第六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三以上20個碳以內(nèi)的烷烴要比較熟悉，以后經(jīng)常要用。烷烴的英文名稱變化是有規(guī)律的，認(rèn)真閱讀上表即可看出。表中的正（n?）表示直鏈烷烴，正（n?）可以省略。第七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三（2）支鏈烷烴的命名有分支的烷烴稱為支鏈烷烴（branched?chainalkanes）。（i）碳原子的級下面化合物中含有四種不同碳原子：①與一個碳相連的碳原子是一級碳原子，用1?C表示（或稱伯碳，primarycarbon），1?C上的氫稱為一級氫，用1?H表示。②與兩個碳相連的碳原子是二級碳原子，用2?C表示（或稱仲碳，secondarycarbon），2?C上的氫稱為二級氫，用2?H表示。③與三個碳相連的碳原子是三級碳原子，用3?C表示（或稱叔碳，tertiarycarbon），3?C上的氫稱為三級氫，用3?H表示。④與四個碳相連的碳原子是四級碳原子，用4?C表示（或稱季碳，quaternarycarbon）第八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三（ii）烷基的名稱烷烴去掉一個氫原子后剩下的部分稱為烷基。英文名稱為alkyl，即將烷烴的詞尾?ane改為?yl。烷基可以用普通命名法命名，也可以用系統(tǒng)命名法命名。表2列出了一些常見烷基的名稱。

第九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三甲基(methyl，縮寫Me)乙基（ethyl，縮寫Et）乙基（ethyl，縮寫Et）（正）丙基（n?propyl，縮寫n?Pr）丙基（propyl，縮寫Pr）異丙基（isopropyl，縮寫i?Pr）1?甲基乙基（1?methylethyl）甲烷CH4乙烷CH3CH3丙烷CH3CH2CH3甲基（methyl，縮寫Me）烷烴相應(yīng)的烷基普通命名法IUPAC命名法中文名稱（英文名稱）中文名稱（英文名稱）甲烷、乙烷分子中只有一種氫，只能產(chǎn)生一種甲基和一種乙基。丙烷分子中有兩種不同的氫，可以產(chǎn)生兩種丙基。

表2一些常見烷基的名稱

第十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三（正）丁烷

CH3(CH2)2CH3（正）丁基（n?butyl，縮寫n?Bu）丁基（butyl，縮寫B(tài)u）二級丁基或仲丁基（sec?butyl，縮寫s?Bu）1?甲（基）丙基（1?methylpropyl）異丁烷

異丁基（isobutyl，縮寫i?Bu）2?甲基丙基（2?methylpropyl）三級丁基或叔丁基（tert?butyl，縮寫t?Bu）1,1?二甲基乙基（1,1?dimethylethyl）丁烷有兩種異構(gòu)體，每種異構(gòu)體分子中都有兩種不同的氫原子，所以能產(chǎn)生四種丁基。

續(xù)表2第十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三（正）戊烷

CH3(CH2)3CH3（正）戊基（n?pentyl或n?amyl）戊基（n?pentyl）－1?甲基丁基（1?methylbutyl）－1?乙基丙基（1?ethylpropyl）

戊烷有三種異構(gòu)體，一共可產(chǎn)生八種戊基。

續(xù)表2第十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三

異戊烷

異戊基（iso?pentyl）3?甲基丁基（3?methylbutyl）－1,2?二甲基丙基（1,2?dimethylpropyl）三級戊基或叔戊基（tert?pentyl）1,1?二甲基丙基（1,1?dimethylpropyl）－2?甲基丁基（2?methybutyl）續(xù)表2第十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三新戊烷

新戊基（neopentyl）2,2?二甲基丙基（2,2?dimethylpropyl）*1括號中的正字可以省略；*2在英文命名時，正用n?，異用iso?或i?，新用neo，二級用詞頭sec?（或s?），三級用詞頭tert?（或t?）表示，后面有一短橫線。續(xù)表2第十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三

命名時，用什么方法來區(qū)分碳原子數(shù)相同但結(jié)構(gòu)不同的烷基？普通命名法通過詞頭來區(qū)分它們。詞頭正（n）表示該烷基是一條直鏈。異（iso）表示鏈的端基有(CH3)2CH結(jié)構(gòu)，而鏈的其它部位無支鏈。新表示鏈的端基有(CH3)3CCH2的結(jié)構(gòu)，而鏈的其它部位無支鏈。此外還可以用二級、三級等詞頭來表明失去氫原子的碳為二級碳和三級碳。顯然烷基的普通命名只適用于簡單的烷基。

第十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三

烷基的系統(tǒng)命名法適用于各種情況，它的命名方法是：將失去氫原子的碳定位為1，從它出發(fā)，選一個最長的鏈為烷基的主鏈，從1位碳開始，依次編號，不在主鏈上的基團(tuán)均作為主鏈的取代基處理。寫名稱時，將主鏈上的取代基的編號和名稱寫在主鏈名稱前面。例如：下面的烷基從1號碳出發(fā)，有三個編號的方向，選碳原子數(shù)最多的方向編號，該碳鏈為烷基的主鏈，稱為丁基（butyl），在該主鏈的1位碳上有兩個取代基：甲基、乙基。所以該烷基的名稱為1?甲基?1?乙基丁基。第十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三（iii）順序規(guī)則有機(jī)化合物中的各種基團(tuán)可以按一定的規(guī)則來排列先后次序，這個規(guī)則稱為順序規(guī)則（cahn?lngold?prelogsequence），其主要內(nèi)容如下：①將單原子取代基按原子序數(shù)（atomicnumber）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，有機(jī)化合物中常見的元素順序如下：I＞Br＞Cl＞S＞P＞F＞O＞N＞C＞D＞H在同位素（isotope）中質(zhì)量高的順序在前。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?CH2Cl與?CHF2，第一個均為碳原子，再按順序比較與碳相連的其它原子，在?CH2Cl中為?C(Cl,H,H)，在?CHF2中為?C(F,F,H)，Cl比F在前，故?CH2Cl在前。如果有些基團(tuán)仍相同，則沿取代鏈逐次相比。第十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三③含有雙鍵或叁鍵的基團(tuán)，可認(rèn)為連有兩個或三個相同的原子，例如下列基團(tuán)排列順序為：此外如苯基、醛基、氰基等的排序如下：

第十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三④若參與比較順序的原子的鍵不到4個，則可以補(bǔ)充適量的原子序數(shù)為零的假想原子，假想原子的排序放在最后。例如：CH3CH2NHCH3中，N上只有三個基團(tuán)，則它的第四個基團(tuán)為一個原子序數(shù)為0的假想原子，四個基團(tuán)的排序為：CH3CH2?＞CH3?＞H?＞假想原子。第十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三（iv）名稱的基本格式有機(jī)化合物系統(tǒng)命名的基本格式如下所示：例如：下面化合物的系統(tǒng)名稱：第二十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三（v）命名原則（主鏈及編號）和命名步驟命名時，首先要確定主鏈。命名烷烴時，確定主鏈的原則是：首先考慮鏈的長短，鏈長的優(yōu)先。若有兩條或多條等長的最長鏈時，則根據(jù)側(cè)鏈的數(shù)目來確定主鏈，側(cè)鏈多的優(yōu)先。若仍無法分出哪條鏈為主鏈，則依次考慮下面的原則，側(cè)鏈位次小的優(yōu)先，各側(cè)鏈碳原子數(shù)多的優(yōu)先，側(cè)鏈分支少的優(yōu)先。主鏈確定后，要根據(jù)最低系列原則（lowestseriesprinciple）對主鏈進(jìn)行編號。最低系列原則的內(nèi)容是：使取代基的號碼盡可能小，若有多個取代基，逐個比較，直至比出高低為止。最后，根據(jù)有機(jī)化合物名稱的基本格式寫出全名。

第二十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三選六碳鏈為主鏈。主鏈有兩種編號方向，第一行編號，取代基的位號為2，4，5，第二行編號，取代基的位號為2，3，5（位號用阿拉伯?dāng)?shù)字1，2，3…表示）。根據(jù)最低系列原則，用第二行編號。該化合物的中文名稱為2，3，5?三甲基己烷。英文名稱為2,3,5?trimethylhexane。在名稱中，2，3，5分別為三個甲基的位號?！叭笔羌谆臄?shù)目。（在中文名稱中，取代基個數(shù)用中文數(shù)字一、二、三……來表示。在英文名稱中，一、二、三、四、五、六數(shù)字相應(yīng)用詞頭mono、di、tri、tetra、penta、hexa表示。）實例一：第二十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三本化合物有兩根8碳的最長鏈，因此通過比較側(cè)鏈數(shù)來確定主鏈。橫向長鏈有四個側(cè)鏈，彎曲的長鏈只有二個側(cè)鏈，多的優(yōu)先，所以選橫向長鏈為主鏈。主鏈有兩種編號方向，第一行取代基的位號是4，5，6，7，第二行取代基的位號是2，3，4，5，根據(jù)最低系列原則，選第二行編號。該化合物的中文名稱是2，3，5?三甲基?4?丙基辛烷。英文名稱是2，3，5?trimethyl?4?n?propyloctane。注意本化合物中有兩種取代基。當(dāng)一個化合物中有兩種或兩種以上的取代基時，中文按順序規(guī)則確定次序，順序規(guī)則中小的基團(tuán)放在前面。所以甲基放在丙基的前面。英文命名按英文字母的順序排列。methyl中的m在英文字母順序中比propyl中的p靠前，所以methyl放在propyl的前面。注意在比較英文字母順序時，iso（異）、neo（新）要參與比較，而i?（異）、n?（正）、sec（二級）、tert（三級）、cis（順）、trans（反）、di（二個）、tri（三個），tetra（四個）等不參與比較。實例二：第二十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三實例三：本化合物有兩根七碳的最長鏈，側(cè)鏈數(shù)均為三個，所以根據(jù)側(cè)鏈的位次來決定主鏈。橫向長鏈的側(cè)鏈位次為2，4，5，彎曲長鏈的側(cè)鏈位次為2，4，6，小的優(yōu)先，所以橫向長鏈為主鏈。根據(jù)最低系列原則，取主鏈的第二行編號。本化合物的中文名稱為2，5?二甲基?4?異丁基庚烷或2,5?二甲基?4?（2?甲丙基）庚烷。括號中的“2”是取代烷基上的編號。英文名稱是4?isobutyl?2,5?dimethylheptane或2,5?dimethyl?4?(2?methylpropyl)heptane。第二十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三實例四本化合物有兩個等長的最長鏈，側(cè)鏈數(shù)均為5，側(cè)鏈位次均為3,5，7，9，11。而側(cè)鏈的碳原子數(shù)由小到大排列時，一個主鏈為1，1，1，2，8，另一個主鏈為1，1，1，1，9。逐項比較，根據(jù)多的優(yōu)先的原則確定主鏈。本化合物的中文名稱為3，5，9?三甲基?11?乙基?7?（2,4?二甲基己基）十三烷。英文名稱為7?(2,4?dimethylhexyl)?3?ethyl?5,9,11?trimethyltridecane。

第二十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三實例五本化合物有兩根等長的最長鏈，兩根長鏈均有兩個側(cè)鏈，側(cè)鏈位次均為4,5，側(cè)鏈的碳原子數(shù)均為3,7。最后根據(jù)側(cè)分支少的優(yōu)先的原則來確定主鏈?；衔锏闹形拿Q是4?丙基?5?(1?異丙基丁基)十一烷。其英文名稱是5?(isopropylbutyl)?4?propylundecane。第二十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三普通命名法對直鏈烷烴的命名與系統(tǒng)命名相同。命名有支鏈的烷烴時，用正表示無分支，用異表示端基有(CH3)2CH結(jié)構(gòu)，用新表示端基有(CH3)3CCH2結(jié)構(gòu)，這與烷基的普通命名法相同。例如戊烷的三個同分異構(gòu)體的普通命名如下：2.普通命名法普通命名法中，工業(yè)上常用的異辛烷是一個特例，不符合上述規(guī)定。第二十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三用正、異、新可以區(qū)別烷烴中具有五個碳原子以下的同分異構(gòu)體，但命名多于五個碳原子的烷烴時就有困難了。如六個碳原子的化合物有五個同分異構(gòu)體，除用正、異、新表示其中的三個化合物外，尚有兩個無法加以區(qū)別，故此命名法只適用于簡單的化合物。第二十八頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三烷烴的衍生物命名法以甲烷為母體，其它部分則作為甲烷的取代基來命名。3.衍生物命名法在衍生物命名法中，為了方便，一般總是選連有烷基最多的碳原子作為甲烷的碳原子。例如:第二十九頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三

通常是根據(jù)來源來命名。例如甲烷產(chǎn)生于池沼里腐爛的植物，所以稱為沼氣（marshgas）。

4.俗名第三十頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三二、環(huán)烷烴的命名1R,S構(gòu)型的確定2環(huán)狀化合物順反構(gòu)型的確定3單環(huán)烷烴的命名4橋環(huán)烷烴的命名5螺環(huán)烷烴的命名第三十一頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三1.R，S構(gòu)型的確定人的左、右手互為鏡影但不能重疊，手的這種性質(zhì)稱為手性（chirality）。當(dāng)一個碳原子與四個不同的基團(tuán)相連時，可以產(chǎn)生兩種不同的立體結(jié)構(gòu)，這兩種不同的立體結(jié)構(gòu)互為鏡影但不能重疊，即具有手性，因此與四個不同基團(tuán)相連的碳原子稱為手性碳原子（chralcarbonatom）。為了區(qū)別因手性碳而引起的兩種不同的立體結(jié)構(gòu)，稱其中一種立體結(jié)構(gòu)的手性碳為R構(gòu)型，而另一種立體結(jié)構(gòu)的手性碳為S構(gòu)型。并規(guī)定用如下的方法來確定手性碳的構(gòu)型：將與手性碳原子相連的四個基團(tuán)按順序規(guī)則排列大小，將最小的基團(tuán)放在離眼睛最遠(yuǎn)的地方，其它三個基團(tuán)按由大到小的方向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)方向是順時針的，手性碳為R構(gòu)型（拉丁文rectus的字首）；旋轉(zhuǎn)方向是逆時針的，手性碳為S構(gòu)型（拉丁文sinister的字首）。第三十二頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三例如：

第三十三頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三2.環(huán)狀化合物順反構(gòu)型的確定由于成環(huán)碳原子的單鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，因此當(dāng)環(huán)上帶有兩個或多個基團(tuán)時，就會產(chǎn)生兩個或多個立體異構(gòu)體。一個異構(gòu)體的兩個取代基團(tuán)在環(huán)的同側(cè)稱為順式構(gòu)型（cisconfiguration）。另一個異構(gòu)體的兩個取代基在環(huán)的異側(cè)，稱為反式構(gòu)型（transconfiguration）。例如：第三十四頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三3.單環(huán)烷烴的命名只有一個環(huán)的環(huán)烷烴稱為單環(huán)烷烴（monocyclicalkane）。環(huán)上沒有取代基的環(huán)烷烴命名時只須在相應(yīng)的烷烴前加環(huán)，英文名稱只須在相應(yīng)的英文名稱前加cyclo。例如：第三十五頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三環(huán)上有取代基的單環(huán)烷烴命名分兩種情況。環(huán)上的取代基比較復(fù)雜時，應(yīng)將鏈作為母體，將環(huán)作為取代基，按鏈烷烴的命名原則和命名方法來命名。例如：而當(dāng)環(huán)上的取代基比較簡單時，通常將環(huán)作為母體來命名。例如：第三十六頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三

當(dāng)環(huán)上有兩個或多個取代基時，要對母體環(huán)進(jìn)行編號，編號仍遵守最低系列原則。例如：第三十七頁，共四十三頁，編輯于2023年，星期三但由于環(huán)沒有端基，有時會出現(xiàn)有幾種編號方式都符合最低系列原則的情況。例如：

上面列出了同一個化合物的三種編號方式，它們都符合最低系列原則。也即應(yīng)用最低系列原則無法確定哪一種編號優(yōu)先