有機(jī)化合物系統(tǒng)命名若干問題的討論

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)

0 引言

隨著社會(huì)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(guó)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(duì)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(guó)內(nèi)高校教材及相關(guān)出版物中，對(duì)于有機(jī)化合物的命名依然以中國(guó)化學(xué)會(huì)《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(gè)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。

1 系統(tǒng)命名規(guī)則的概括

仔細(xì)研究中國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)《化學(xué)命名原則》(1980)，可將系統(tǒng)命名法用16個(gè)字來概括“支鏈最多、碳鏈最長(zhǎng)、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(zhǎng)碳鏈為主鏈，主鏈按最低系列原則編號(hào)，按順序規(guī)則給出側(cè)鏈順序。

1)“最長(zhǎng)” 指碳鏈最長(zhǎng)，選擇最長(zhǎng)碳鏈為主鏈。

2)“最多” 對(duì)于烷烴是指支鏈最多，而對(duì)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(zhǎng)碳鏈為主鏈。

3)“最低系列” 對(duì)于鏈狀烴，指的是碳鏈從不同方向編號(hào)，得到兩種以上不同的編號(hào)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(gè)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(gè)多原子基團(tuán)的第一個(gè)原子相同，則比較與它相連的其它原子，比較時(shí)，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(gè)或三個(gè)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(gè)，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(gè)基團(tuán)，則它的第4個(gè)基團(tuán)為一個(gè)原子序數(shù)為零的假想原子，4個(gè)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(duì)于多官能團(tuán)有機(jī)化合物命名時(shí)，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(duì)于多烯烴，主鏈確定后，編號(hào)在遵守“雙鍵位次號(hào)盡可能小”原則外，編號(hào)由Z型雙鍵開始，即“Z前E后”。

4)兩個(gè)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(shí)列出順序?yàn)镽比S優(yōu)先，即命名時(shí)“R前S后”。

2 存在的問題

2.1 多烯烴的Z/E命名

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(hào)遵守“雙鍵位次號(hào)盡可能小”原則外，編號(hào)由Z型雙鍵開始”。因此遇到這樣的問題時(shí)容易出現(xiàn)一個(gè)化合物兩個(gè)名稱的錯(cuò)誤[1]。例如：

從左向右編號(hào)名稱為(Z、E)-2,4-己二烯；而從右向左編號(hào)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。

2.2 烯炔的命名

同時(shí)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(zhǎng)的碳鏈為主鏈，位次的編號(hào)按“最低系列”原則使雙鍵或叁鍵位次最小。“當(dāng)雙鍵和叁鍵處在相同位次時(shí)，則給雙鍵低位次”(出處見表1)，這是錯(cuò)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(shí)，首先選取含雙鍵和叁鍵最長(zhǎng)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(hào)要使叁鍵位次最小。

表1 烯炔命名出現(xiàn)的問題

2.3 鹵代烷的命名

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(zhǎng)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(guó)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(zhǎng)碳鏈為主鏈”，這是錯(cuò)誤的，錯(cuò)在他違反了“選擇最長(zhǎng)碳鏈做主鏈”的原則，因?yàn)楹宣u原子的最長(zhǎng)碳鏈不一定是最長(zhǎng)碳鏈。

2.4 R/S命名

內(nèi)消旋體是純凈物，命名時(shí)，應(yīng)按照兩個(gè)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(shí)列出順序?yàn)镽比S優(yōu)先，即命名時(shí)“R前S后”的原則，而一些教材中卻給出了錯(cuò)誤的名稱(見表2)。

表2 R/S命名中的錯(cuò)誤

2.5 其他問題

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(duì)同時(shí)在一個(gè)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(cuò)誤命名

3 問題分析及建議

有機(jī)化合物系統(tǒng)命名法存在的主要問題是對(duì)系統(tǒng)命名原則理解不透，如母體的確定、主鏈的選擇、編號(hào)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(cuò)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(duì)有機(jī)化合物的系統(tǒng)命名中出現(xiàn)的問題，對(duì)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。

[參考文獻(xiàn)]

[1] 魯崇賢，杜洪光. 有機(jī)化學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[2] 曾昭瓊，李景寧.有機(jī)化學(xué)[M].4版.北京：高等教育出版社，2004.

[3] 高鴻賓.有機(jī)化學(xué)[M].3版.北京：高等教育出版社，1999.

[4] 袁履冰,高占先,陳宏博,等.有機(jī)化學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1999.

[5] 錢旭紅,高建寶,焦家俊,等.有機(jī)化學(xué)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1999.

[6] 汪小蘭.有機(jī)化學(xué)[M]. 4版.北京：高等教育出版社，2005.

[7] 徐偉亮.有機(jī)化學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2002.

[8] 譚兆海,金淑惠,李楠.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)[M].北京：科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社，2004.

[9] 邢其毅,裴偉偉,徐瑞秋,等.基礎(chǔ)有機(jī)化學(xué)[M]. 3版.北京：高等教育出版社，2005.

[10] 高占先. 有機(jī)化學(xué)[M].2版.北京：高等教育出版社，2007.