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系统命名法 圖片來自装配图网

系统命名法，是因为有机化合物种类繁多，数目庞大，即使同一分子式，也有不同的同分异构体，若没有一个完整的命名方法来区分各个化合物，在文献中会造成极大的混乱，因此认真学习每一类化合物的命名是有机化学的一项重要内容。书籍、期刊中经常使用普通命名法和国际纯粹与应用化学联合会命名法，后者简称IUPAC命名法。中国的命名法是中国化学会结合IUPAC的命名原则和中国文字特点而制订的，在1960年修订了《有机化学物质的系统命名原则》，在1980年又加以补充，出版了《有机化学命名原则》增订本。

烷烃

简介

碳碳键、碳氢键均以单键相连的烃称为烷烃(alkane)，无环的烷烃称为链烷烃，有环的烷烃称为环烷烃(cyclic hydrocarbon)。烷烃是有机化合物的母体化合物，所以首先学习烷烃的命名。

链烷烃的命名

(1)直链烷烃的命名

直链烷烃（n-alkane）的名称用“碳原子数+烷”来表示。当碳原子数为1～10时，依次用天干——甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸——表示。碳原子数超过10时，用中文数字表示。例如，六个碳的直链烷烃称为己烷。十四个碳的直链烷烃称为十四烷。烷烃的英文名称是alkane，词尾用ane。

(2)支链烷烃的命名

有分支的烷烃称为支链烷烃。

(Ⅰ)碳原子的级

下面化合物中含有四种不同的碳原子：

①与一个碳相连，是一级碳原子，用1°表示（或称伯碳，primarycarbon)，1°C上的氢称为一级氢，用1°H表示。

②与两个碳相连，是二级碳原子，用2°表示（或称仲碳，secondarycarbon)，2°C上的氢称为二级氢，用2°H表示。

③与三个碳相连，是三级碳原子，用3°表示（或称叔碳，tertiarycarbon)，3°C上的氢称为三级氢，用3°H表示。

④与四个碳相连，是四级碳原子，用4°表示（或称季碳，quaternarycarbon)。

(Ⅱ)烷基的名称

烷烃去掉一个氢原子后剩下的部分称为烷基。英文名称为alkyl，即将烷烃的词尾-ane改为-yl。烷基可以用普通命名法命名，也可以用系统命名法命名。

烷基的系统命名法适用于各种情况，它的命名方法是：将失去氢原子的碳定位为1，从它出发，选一个最长的链 为烷基的主链，从1位碳开始，依次编号，不在烷基主链上的基团均作为主链的取代基处理。写名称时，将主链上的取代基的编号和名称写在主链名称前面。

(Ⅲ)顺序规则

有机化合物中的各种基团可以按一定的规则来排列先后次序，这个规则称为顺序规则(Cahn-Ingold-Prelog sequence)，其主要内容如下：

①将单原子取代基按原子序数(atomic number)大小排列，原子序数大的顺序在前，原子序数小的顺序在后，有机化合物中常见的元素顺序如下： I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D>H

在同位素(isotope)中质量高的顺序在前。

②如果两个多原子基团的第一个原子相同，则比较与它相连的其它原子，比较时，按原子序 数排列，先比较最大的，仍相同，再顺序比较居中的、最小的。

③含有双键或三键的基团，可认为连有两个或三个相同的原子。

④若参与比较顺序的原子的键不到4个，则可以补充适量的原子序数为零的假想原子，假想原子的排序放在最后。

单环烷烃的命名

1.R-S构型的确定

人的左、右手互为镜影但不能重叠，手的这种性质称为手性(chirality)。当一个碳原子与四个不同的基团相连时，可以产生两种不同的立体结构，这两种不同的立体结构互为镜影但不能重叠，即具有手性，因此与四个不同基团相连的碳原子称为手性碳原子(chiral carbon atom)。为了区别因手性碳而引起的两种不同的立体结构，称其中一种立体结构的手性碳为R构型，而另一种立体结构的手性碳为S构型。并规定用如下的方法来确定手性碳的构型：将与手性碳原子相连的四个基团按顺序规则排列大小，将最小的基团放在离眼睛最远的地方，其它三个基团按由大到小的方向旋转，旋转方向是顺时针的，手性碳为R构型（拉丁文rectus的字首）；旋转方向是逆时针的，手性碳为S构型（拉丁文sinister的字首）。

2.环状化合物顺反构型的确定

由于成环碳原子的双键不能自由旋转，因此当环上带有两个或多个基团时，就会产生两种或多个立体异构体。一个异构体的两个取代基团在环的同侧称为顺式构型(cis configuration)另一个异构体的两个取代基在环的异侧，称为反式构型(trans configuration)。

3.单环烷烃的命名

只有一个环的环烷烃称为单环烷烃(moncyclic alkane)。环上没有取代基的环烷烃命名时只需在相应的烷烃前加环。

环上有取代基的单环烷烃命名分两种情况。环上的取代基比较复杂时，应将链作为母体，将环作为取代基,按链烷烃的命名原则和命名方法来命名。而当环上的取代基比较简单时,通常将环作为母体来命名。当环上有两个或多个取代基时，要对母体环进行编号，编号仍遵守最低系列原则。

但由于环没有端基，有时会出现有几种编号方式都符合最低系列原则的情况。也即应用最低系列原则无法确定哪一种编号优先。在这种情况下，中文命名时，应让顺序规则中较小的基团位次尽可能小。

当环上带有两个或两个以上取代基时，如分子有反轴对称性，构型用顺反表示，分子没有反轴对称性，构型用R-S表示。

环上带有三个或更多基团时，若用顺、反表示构型，要选用一个参照基团，通常选用1位的基团为参照基团，用r-1表示，放在名称的最前面。

桥环烷烃的命名

桥环烷烃(bridged hydrocarbon)是指共用两个或两个以上碳原子的多环烷烃，共用的碳原子称为桥头碳(bridgehead carbon)，两个桥头碳之间可以是碳链，也可以是一个键，称为桥。将桥环烃变为链形化合物时，要断裂碳链，根据断碳链的次数确定环数。如需断两次的桥环烃称为二环(bicydo)，断三次的称三环(tricyclo)等等，然后将桥头碳之间的碳原子数（不包括桥头碳）由多到少顺序列在方括弧内，数字之间在右下角用圆点隔开，最后写上包括桥头碳在内的桥环烃碳原子总数的烷烃的名称。如桥环烃上有取代基，则列在整个名称的前面，桥环烃的编号是从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，再按桥渐短的次序将其余的桥编号，如编号可以选择，则使取代基的位号尽可能最小。

对于一些结构复杂的桥环烃化合物，常用俗名，如金刚烷和立方烷。

螺环烷烃的命名

螺环烷烃(spirocyclic hydrocarbon)是指单环之间共用一个碳原子的多环烷烃，共用的碳原子称为螺原子(spiro atom)。螺环的编号是从螺原子上的小环开始顺序编号，由第一个环顺序编到第二个环，命名时先写词头螺，再在方括弧内按编号顺序写出除螺原子外的环碳原子数，数字之间用圆点隔开，最后写出包括螺原子在内的碳原子数的烷烃名称，如有取代基，在编号时应使取代基位号最小，取代基位号及名称列在整个名称的最前面。

烯烃炔烃

单烯烃和单炔烃的命名

单烯烃的系统命名可按下列步骤进行：

(1)先找出含双键的最长碳链，把它作为主链，并按主链中所含碳原子数把该化合物命名为某烯。如主链含有四个碳原子，即叫做丁烯。十个碳以上用汉字数字，再加上碳字，如十二碳烯。

(2)从主链靠近双键的一端开始，依次将主链的碳原子编号，使双键的碳原子编号较小。

(3)把双键碳原子的最小编号写在烯的名称的前面。取代基所在碳原子的编号写在取代基之前，取代基也写在某烯之前。

(4)若分子中两个双键碳原子均与不同的基团相连，这时会产生两个立体异构体，可以采用Z-E构型来标示这两个立体异构体。即按顺序规则，两个双键碳原子上的两个顺序在前的原子(或基团）同在双键一侧的为Z构型(Z configuration)（德文，Zusammen,在一起的意思），在两侧的为E构型(E configuration)(德文，Entgegen，相反的意思）。

(5)按名称格式写出全名。

单炔烃的系统命名方法与单烯烃相同，但不存在确定Z-E构型的问题。

多烯烃或多炔烃的系统命名

多烯烃的系统命名按下列步骤进行。

(1)取含双键最多的最长碳链作为主链，称为某几烯，这是该化合物的母体名称。主链碳原子的编号，从离双键较近的一端开始，双键的位置由小到大排列，写在母体名称前，并用一短线相连。

(2)取代基的位置由与它连接的主链上的碳原子的位次确定，写在取代基的名称前，用一短线与取代基的名称相连。

(3)写名称时，取代基在前，母体在后，如果是顺、反异构体，则要在整个名称前标明双键的Z-E构型。

多炔烃的系统命名方法与多烯烃相同。

烯炔的系统命名

若分子中同时含有双键与三键，可用烯炔作词尾，给双键、三键以尽可能低的编号，如果位号有选择时，使双键位号比三键小，书写时先烯后炔。

芳香烃

含苯基的单环芳烃的命名

最简单的此类单环芳烃是苯(benzene)。其它的这类单环芳烃可以看做是苯的一元或多元烃基的取代物。苯的一元烃基取代物只有一种。命名的方法有两种，一种是将苯作为母体。烃基作为取代基，称为XX苯。另一种是将苯作为取代基，称为苯基(phenyl)，它是苯分子减去一个氢原子后剩下的基团，可简写成Ph—，苯环以外的部分作为母体，称为苯（基）XX。

苯的二元烃基取代物有三种异构体，它们是由于取代基团在苯环上的相对位置的不同而引起的，命名时用邻或o(ortho)表示两个取代基处于邻位，用间或m(meta)表示两个取代基团处于中间相隔一个碳原子的两个碳上，用对或p(para)表示两个取代基团处于对角位置，邻、间、对也可用1,2-，1,3-，1,4-表示。

若苯环上有三个相同的取代基，常用“连”（英文用“vicinal”，简写“vie”）为词头，表示三个基团处在1,2,3位。用“偏”为词头，表示三个基团处在1,2,4位。用“均”为词头，表示三个基团处在1,3,5位。

当苯环上有两个或多个取代基时，苯环上的编号应符合最低系列原则。而当应用最低系列原则无法确定哪一种编号优先时，与单环烷烃的情况一样，中文命名时应让顺序规则中较小的基团位次尽可能小。

多环芳烃的命名

分子中含有多个苯环的烃称为多环芳烃(polycyclic arene)。主要有多苯代脂烃(multiphenyl alicyclic hydrocarbon)、联苯（biphenyl）和稠合多环芳烃（fused polycyclic arene) 。

1.多苯代脂烃的命名

链烃分子中的氢被两个或多个苯基取代的化合物称为多苯代脂烃。命名时，一般是将苯基作为取代基，链烃作为母体。

2.联苯型化合物的命名

两个或多个苯环以单键直接相连的化合物称为联苯型化合物。

联苯类化合物的编号总是从苯环和单键的直接连接处开始，第二个苯环上的号码分别加上一撇“'”，第三个苯环上的号码分别加上两撇“"”其它依次类推。苯环上如有取代基，编号的方向应使取代基位置尽可能小，命名时以联苯为母体。

3.稠环芳烃的命名

两个或多个苯环共用两个邻位碳原子的化合物称为稠环芳烃。最简单最重要的稠环芳烃是萘、蒽、菲。

萘、蒽、菲的编号都是固定的。

萘分子的1,4,5,8位是等同的位置，称为α位，2,3,6,7位也是等同的位置，称为β位。蒽分子的1,4,5,8位等同，也称为α位，2,3,6,7位等同，也称为β位，9,10位等同，称为γ位。菲有五对等同的位置，它们分别是：1,8，2,7，3,6，4,5和9,10。取代稠环芳烃的名称格式与有机化合物名称的基本格式一致。

常见的单环非苯芳烃化合物可按前面讲过的一般原则来命名。轮烯(amiulene)是一类单双键交替出现的环状烃类化合物。命名时将成环的碳原子数放在方括号内，括号后面写上轮烯即可。也可以不写括号，用一短线将数字和轮烯相连。例如上面第四个化合物可称为轮烯或18-轮烯。轮烯也可以根据碳氢的数目来命名。18-轮烯含有十八个碳，九个双键，所以也可以称为环十八碳九烯。

烃衍生物

烃分子中的氢被官能团取代后的化合物称为烃的衍生物。

常见官能团的词头、词尾名称

只含有一个官能团的化合物称为单官能团化合物。单官能团化合物的系统命名有两种情况。一种情况是将官能团作为取代基，仍以烷烃为母体，按烷烃的命名原则来命名。

若官能团是醚键，也可以采用这种方式来命名：取较长的烃基作为母体，把余下的碳数较少的烷氧（RO—）作取代基，如有不饱和烃基存在时，选不饱和程度较大的烃基作为母体。

另一种情况是将含官能团的最长链作为母体化合物的主链，根据主链的碳原子数称为某A（A=醇、醛、酮、酸、酰卤、酰胺、腈等）。从靠近官能团的一端开始，依次给主链碳原子编号。在写出全名时，把官能团所在的碳原子的号数写在某之前，并在某A与数字之间画一短线，支链的位置和名称写在某A的前面，并分别用短线隔开。

当一个环与一个带末端官能团的链相连，而此链中又无杂原子和重键时，在IUPAC系统命名中可用连接命名法，即将两者的名称连接起来为此化合物的名称。

酸酐可以看做两分子羧酸失去一分子水后的生成物，两分子羧酸是相同的，为单酐，命名时在羧酸名称后加“酐”字，并把羧酸的“酸”字去掉；如两分子羧酸是不同的，为混酐，命名时把简单的酸放在前面，复杂的酸放在后面，再加“酐”字并把“酸”字去掉；二元酸分子内失水形成环状酸酐，命名时在二元酸的名称后加“酐”字。

酯可看做羧酸的羧基氢原子被烃基取代的产物，命名时把羧酸名称放在前面，烃基名称放在后面，再加一个“酯”字。分子内的羟基和羧基失水，形成内酯(lactone)，用“内酯”两字代替“酸”字，并标明羟基的位次。（如丙酯，又名乙酸丙酯）

含多个相同官能团化合物的系统命名

分子中含有两个或多个相同官能团时，命名应选官能团最多的长链为主链，然后根据主链的碳原子数称为某n醇（或某n醛、某n酮、某n酸等），n是主链上官能团的数目，用中文数字表达。例如七碳链的二元醇称为庚二醇。

如果羧基直接连在脂环和芳环上，或一个碳链上有三个以上的羧基，也可以在烃的名称后直接加上羧酸(carboxylic acid)、二羧酸(dicarboxylic acid)、三羧酸(tricarboxylic acid)。

当分子中含有多种官能团时，首先要确定一个主官能团，确定主官能团的方法是查看上文表格“常见官能团的词头、词尾名称”，表中排在前面的官能团总是主官能团。然后，选含有主官能团及尽可能含较多官能团的最长碳链为主链。主链编号的原则是要让主官能团的位次尽可能小。命名时，根据主官能团确定母体的名称，其它官能团作为取代基用词头表示，分子中如涉及立体结构要在名称最前面表明其构型。然后根据名称的基本格式写出名称。