
книги из ГПНТБ / Пальм, В. А. Введение в теоретическую органическую химию учеб. пособие
.pdfс атомом углерода в первом валентном состоянии, такие соединения называются спиртами. В соответствии с числом гидроксильных групп в молекуле, спирты подразделяются на одно-, двух-, трехатом ные и т. д. (общее название для спиртов, содержащих несколько гид роксильных групп — многоатомные). Двухатомные спирты называют ся также гликолями, трехатомные — глицеринами. Однако обычно глицерином называют 1, 2, 3-пропантриол (1, 2, 3-тригидроксипропан). Для четырех-, пяти- и шестиатомных спиртов приняты соответственно названия: тетриты, пентиты и гекситы.
В зависимости от того, с каким атомом углерода — первичным, вторичным или третичным,— соединена гидроксильная группа одно атомного спирта, различают первичные, вторичные и третичные спирты.
Соединения, содержащие гидроксильную группу, непосредственно связанную с атомом углерода, входящим в состав ароматического цик ла, именуются фенолами. По аналогии с соответствующими спиртами различают одно-, двух-, трехатомные и т. д. фенолы. Для гидроксибензена узаконено в качестве систематического название фенол.
Соединения, в которых гидроксильная группа связана с атомом углерода, участвующим в образовании двойной связи, называются
енолами. Для них характерен структурный фрагмент ^>С = С—ОН.
В р а ц и о н а л ь н о й н о м е н к л а т у р е все одноатомные спирты рассматриваются как продукты замещения метанола СН 3ОН,
причем для него в |
этом |
случае используется название карбинол. |
Т р и в и а л ь н |
а я |
н о м е н к л а т у р а одноатомных спиртов |
строится из названия соответствующего радикала и слова спирт или алкоголь. В случае двухатомных 'спиртов к названию соответствующего двухвалентного радикала добавляется слово гликоль.
Соединения с двумя или тремя гидроксильными группами у одного и того же атома углерода рассматриваются с точки зрения классифи кации не как двухили трехатомные спирты, а как гидратные формы альдегидов или кетонов (в случае двухатомных спиртов) и ортокислоты (в случае трехатомных спиртов). Однако систематические названия этих соединений составляют исходя из номенклатурных правил для спиртов.
Как уже упоминалось, в тривиальной номенклатуре названия ра дикалов производят из названий соответствующих спиртов, а не на оборот. Поэтому рациональная номенклатура одноатомных спиртов может быть использована для выведения новых «тривиальных» назва ний одновалентных радикалов путем замены окончания -карбинол на -карбинил. Например, радикал диметилэтил (трет-бу’тил) (СН3) 3С — может быть назван триметилкарбинилом.
Примеры названий некоторых гидроксилсодержащих соединений приведены в табл. 14.
Названия некоторых гидроксилсодержащих соединений
|
Название |
|
Соединение |
по женевской номенклатуре |
рациональное |
по правилам ШРАС |
СН3ОН |
Метанол |
|
Метанол |
Карбинол |
СН3 —СН2ОН |
Этанол |
|
Этанол |
Метилкарбинол |
СН3 —с н 2 —СН2ОН |
1- |
Пропанол |
ПропанОл-1 |
Этилкарбинол |
СН3 —СН—с н 3 |
2- |
Пропанол |
Пропанол-2 |
Диметилкарбинол |
1 |
|
|
|
|
о н |
|
|
|
|
с н 3 |
|
|
|
|
СНд—с —о н |
2-Метил-2-пропанол |
2-Метилпропанол-2 |
Трпметилкарбинол |
|
1 |
|
|
|
|
СН3 |
1.2- |
|
|
|
н о с н 2—СН2ОН |
Этандиол |
Этандиол-1,2 |
— |
|
СН3—СН —СН2ОН |
1.2- |
Пропандиол |
Пропандиол-1,2 |
|
1 |
|
|
|
|
о н |
|
|
|
|
НОСН2—СН2—СН2ОН |
1.3- |
Пропандиол |
Пропандиол-1,3 |
— |
НОСН2 —СН —СН2ОН |
1.2.3- |
Пропантриол |
Пропантриол-1,2,3 |
|
1 |
|
|
|
|
о н |
|
|
|
|
СН2 = СН —о н |
Этанол |
|
Этанол |
|
СН2 = СН—СН2ОН |
2-Пропен-Пол |
Пропен-2-ол-1 |
Винилкарбинол |
|
. С,Н5- С Н 2ОН |
Фенилметанол |
Фенилметанол |
Фенилкарбинол |
|
(С6Н6)2СНОН |
Дифенилметанол |
Дифенилметанол |
Дифенилкарбинол |
|
(С6Н5)3СОН |
Трифенилметанол |
Трифенилметанол |
Трифенилкарбинол |
Т а б л и ц а 14
тривиальное
Метиловый спирт Этиловый спирт Пропиловый спирт Изопропиловый спирт
трет-Бутиловый спирт
Этиленгликоль
Пропиленгликоль
Триметиленгликоль
Глицерин
Виниловый спирт Аллиловый спирт Бензиловый спирт
.
Соединение
СОТ-он
-он
-он
-он
-он
о1н &-он
-он
о н
for-он
т
|
Название |
|
по правилам ШРАС |
по женевской номенклатуре |
рациональное |
Гидроксибензен, фенол |
Оксибензол |
— |
о-Дигидроксибензен |
о-Диоксибензол |
— |
ж-Дигидроксибензен |
ж-Диоксибензол |
— |
я-Дигидроксибензен |
я-Диоксибензол |
— |
1, 2, З-Тригидроксибен- |
1, 2, З-Триоксибензол |
— |
зен |
|
|
1, 2, 4-Тригидроксибен- |
1, 2, З-Триоксибензол |
— |
зен |
|
|
Продолжение табл. 14
тривиальное
Фенол
Пирокатехин
Резорцин
Гидрохинон
Пирогаллол
Оксигидрохинон
о н
to
Соединение
о1н
НО—L O J — ОН
о н
(ojo)
|
|
|
Продолжение табл. 14 |
|
Название |
|
|
по правилам IUPAC |
по женевской номенклатуре |
рациональное |
тривиальное |
1, 3, 5-Тригидроксибен- |
1,3, 5-Триоксибензол |
— |
Флороглюцин |
зен |
|
|
|
1-Гидроксинафтален, |
1-Оксинафталин |
— |
— |
1-нафтол, а-нафтол |
|
|
|
2-Гидроксифуран, |
2-Оксифуран, 2-окси- |
|
|
2-гидроксиоксол, |
оксол, а-оксифуран |
|
|
а-гидроксифуран |
|
|
|
Простые эфиры и окиси
Простые эфиры можно рассматривать как продукт отнятия моле кулы воды от двух молекул спирта
R — О —;Н'+ Н—б : — R' —►R —О — R' + H20
Если радикалы R и R' одинаковы, получается симметричный, если они различны — несимметричный простой эфир.
В с и с т е м а т и ч е с к о й н о м е н к л а т у р е простые эфи ры типа ROR' рассматриваются как скелетоводороды RH, замещенные алкоксигруппами R'O. В качестве скелетоводорода выбирают более сложный радикал. Название алкоксигруппы R'O производится из названия радикала R' путем замены окончания -ил на -окси (например,
метокси-).
Симметрические простые эфиры типа ROR можно и по правилам сис тематической номенклатуры называть, добавляя к названию радикала R слово эфир: метиловый эфир, изопропиловый эфир и т. д.
Согласно р а ц и о н а л ь н о й н о м е н к л а т у р е , перед сло вом «эфир» перечисляются оба радикала, связанные с кислородом: метилэтиловый эфир, дифениловый эфир, а-нафтилф-фуриловый эфир и т. д.
|
|
|
Т а б л и ц а 15 |
|
Названия простых эфиров |
|
|
|
|
Название |
|
Соединение |
систематическое |
рациональное или |
|
|
тривиальное |
||
СН3— О— СНд |
Метоксиметан, |
метиловый |
Диметиловый эфир |
СН3СН2— о— сн3 |
эфир |
|
Метилэтиловый эфир |
Метоксиэтан |
|
||
СН2=С Н — О— сн=сн2 |
Виноксиэтан, |
виниловый |
Дивиниловый эфир |
|
эфир |
|
|
■ < 0 > - О С Н з |
Метоксибензен |
(метокси- |
Метилфениловый эфир, |
бензол)* |
|
анизол |
|
|
|
NH
gLoXj]
(OGS
3-(2-Фурокси)-пиррол |
а-Фурилф-пирролило- |
|
вый эфир |
Феноксибензен, фенило- |
Дифениловый эфир |
вый эфир (феноксибензол) * |
|
о-Диметоксибензен |
Диметиловый эфир |
(о-диметоксибензол) * |
пирокатехина |
* Согласно правилам женевской номенклатуры.
125
Неароматические гетероциклы, содержащие один атом кислорода, также можно рассматривать как простые эфиры, в которых один и тот же атом кислорода замещает два атома водорода в одной молекуле скелетоводорода. Такой атом кислорода принимается за двухвалент ную функциональную группу. Называя такие гетероциклы, к назва нию соответствующего углеводорода присоединяют приставку -эпокси. Перед приставкой указывают номера атомов углерода, атомы водорода
которых замещены на кислород |
(см. табл. 11). |
П о л у т р и в и а л ь н а я |
н о м е н к л а т у р а рассматривает |
эпоксиды в качестве окисей соответствующих циклических двухва лентных радикалов (см. табл. 11).
Примеры названий некоторых простых эфиров приведены в табл. 15.
Альдегиды
Альдегидами называются соединения, содержащие в качестве функ циональной группы карбонильную, связанную с одним атомом водо-
о
рода |
—с —Н — альдегидную группу. |
В |
с и с т е м а т и ч е с к о й н о м е н к л а т у р е наличие в |
молекуле альдегидной группы обозначается окончанием -ал или при ставкой формил-. Наличие двух альдегидных групп обозначается окон чанием -диал и т. д.
Окончания -ал, -диал и т. д. добавляются к названию углеводорода с тем же числом атомов углерода, что и у альдегида (углерод альде гидной группы считается принадлежащим к углеродному скелету). Нумерация углеродных атомов начинается с карбонильного углерода альдегидной группы.
Т р и в и а л ь н а я н о м е н к л а т у р а альдегидов основана на тривиальных названиях карбоксильных кислот с тем же числом ато мов углерода. При этом вместо названий типа альдегид уксусной кисло ты пользуются более краткими типа ацетальдегид.
Названия некоторых альдегидов приведены в табл. 16.
Кетоны, кетены и хиноны
Кетоны характеризуются наличием карбонильной группы, заме щающей по одному атому водорода в молекулах двух одинаковых или
О
■разных скелетоводородов: r _ c — R'. По аналогии с простыми эфирами различают симметричные и несимметричные кетоны.
В с и с т е м а т и ч е с к о й н о м е н к л а т у р е количество кетонных карбонильных групп в молекулах кетонов обозначается окон чаниями -он, (кетоны), -дион (дикетоны), -трион (трикетоны) и т. д., добавляемыми к названию соответствующего углеводорода. При
126
Альдегид
о
II
н —с — н
О
II
СН3—с — н
О
II
СН3СН2— с — н СН3 О
1 II
СН3—(СН2)4— с н — с н
О
II
с н 2= с н —с — н
Оо
IIII
н— с — с — н
/ — \ К
II II V \0/-с-н
Т а б л и ц а 16
Названия альдегидов
|
Название |
систематическое |
тривиальное |
Метанал |
|
1 |
Формальдегид, |
муравьи- |
|
|
ный альдегид |
|
Этанал |
Ацетальдегид, |
уксусный |
|
альдегид |
|
Пропанал |
Пропионовый |
альдегид |
2-Метилгептанал |
а-Метилэнантовый альде |
|
|
гид |
|
Пропенал |
Кротоновый альдегид, ак- |
|
|
ролеин |
|
Этандиал |
Глиоксаль, |
диальдегид |
|
щавелевой кислоты |
|
Фенилметанал, формил- |
Бензальдегид ** |
|
бензен (формилбензол) * |
|
|
2-Фурилметанал, 2-фор- |
Фурфурол |
|
милфуран |
|
|
* Согласно правилам женевской номенклатуры.
** Тривиальное название, принятое номенклатурой IUPAC в качестве систематического.
этом кетонные карбонильные углеродные атомы считаются составными
частями углеродного скелета. |
|
|
Р а ц и о н а л ь н а я |
н о м е н к л а т у р а |
кетонов основана |
на перечислении названий радикалов R и R' перед словом -кетон. |
||
Соединения, содержащие структурную единицу |
—с = с = 0 , назы |
ваются кетенами. Обычно их рассматривают как продукты замещения
радикалами |
одного или двух атомов водорода в собственно кетене |
Н аС = С = 0 , |
по аналогии с рациональной номенклатурой кетонов. |
Соединения, в которых две карбонильные группы связаны в цикл двумя цепями сопряженных двойных связей типа [—СН =СН —]„,* где п — 0, 1, 2 и т. д., причем п не обязательно одно и то же число
127
|
|
Т а б л и ц а |
17 |
Названия кетонов, кетенов и хинонов |
|
|
|
|
Название |
|
|
Соединение |
согласно правилам |
рациональное |
(три- |
|
IUPAC* |
виальное) |
|
о
II |
Пропанон |
Диметилкетон |
СН3—С—СН3 |
||
О |
|
(ацетон) |
|
|
|
II |
Бутанон |
Метилэтилкетон |
СН3—С—с н 2—с н 3 |
||
О |
|
|
II |
2-Пентанон |
Метилпропилке- |
СН3—С—С3Н7 |
||
О |
|
ТОН |
|
|
|
II |
Пентадиенон |
Дивинилкетон |
СН2=С Н —с —с н = с н 2 |
||
/ ^>С=0 или ^ ^>=0 |
Циклогексанон |
— |
ОО
II |
II |
Бутандион |
(Диацетил) , |
СН3—С—С—СН3 |
|||
о |
о |
|
|
II |
II |
2,4-Пентандион |
(Ацетилацетон) |
с н 3—с —с н 2—с —с н 3 |
ОО
II |
II , |
2,5-Г ександион |
(Ацетонилацетон) |
СН3—С—СН2 — СНг—С—с н 3 |
|||
© 4 - с е . |
1-Фенил-1-этанон |
Метилфенилке- |
|
|
II /р \ |
|
тон (ацетофенон) |
/ 7 Л |
|
|
|
\ 0 / - сл 2 ) |
Дифенилметанон |
Дифенилкетон |
|
|
|
|
(бензофенон) |
с н 3—с н 2—с н 2—с н = с = о |
— |
Пропилкетен |
|
(С2Н5)2С = С = 0 |
— |
Диэтилкетен |
|
|
|
1,2-Бензохйнон, |
(о-Хинон) |
|
|
о-бензохинон |
|
Ч/Ч)
*По женевской номенклатуре цифры, указывающие положение карбонильных атомов углерода, ставятся после соответствующего окончания.
128
Продолжение табл. 17
|
|
|
|
Название |
|
Соединение |
согласно правилам |
по женевской номен |
рациональное (триви |
||
|
|
|
iUPAC * |
клатуре |
альное) |
|
о |
|
|
|
|
|
|
|
1,4-Бензохинон, |
Бензохинон-1,4, |
(я-Хинон) |
|
|
|
я-бензохинон |
я-бензохинон |
|
|
о |
|
|
|
|
|
о |
о |
|
|
|
|
|
1,4-Нафтохинон |
Нафтохинон-1,4 |
— |
|
|
|
|
|||
|
|
о |
|
|
|
I |
I |
I |
2,6-Нафгохинон |
Нафтохинон-2,6 |
— |
о
9,10-Антрахинон Антрахинон-9,10 (Антрахинон)
для обеих цепей, называются хинонами. Обычно хинонам дают назва ния исходя из наименований ароматических циклов, получаемых при замене обеих упомянутых карбонильных групп группами СН. При обо значении положения хиноидных карбонилов пользуются правилами нумерации атомов для этих ароматических циклов.
Примеры названий кетонов, кетенов и хинонов приведены в табл. 17.
Карбоксильные (карбоновые) кислоты
К карбоксильным кислотам относятся соединения, содержащие в
О
молекуле одну или несколько карбоксильных групп—С—ОН. В соот ветствии с числом последних различают одно-, двух-, трехосновные и т. д. карбоксильные кислоты.
Термин карбоксильные кислоты принят правилами ШРАС, женев ской номенклатурой принято название карбоновые кислоты — единст венное употребляемое в химической литературе на русском языке в
5 ЛЬ 66 2 |
129 |
настоящее время. Поскольку термин «карбоксильные кислоты» непо средственно производится из названия соответствующей функциональ ной группы, а термин «карбоновые кислоты» не имеет под собой логи ческой основы, то ниже будет отдано предпочтение первому из этих
терминов. |
н о м е н к л а |
Имеется два варианта с и с т е м а т и ч е с к о й |
|
т у р ы карбоксильных кислот. Согласно первому из них углеродный |
атом карбоксильной группы считается составной частью углеродного скелета и название кислоты образуется из названия соответствующего
углеводорода путем добавления к нему |
окончания -овая кислота, а |
в случае двухосновных карбоксильных |
кислот -дикислота и т. д. |
По второму варианту карбоксильная группа рассматривается в качестве заместителя в соответствующем скелетоводороде К названию скелетоводорода добавляются соответственно окончания -карбоксильная кислота (-карбоновая кислота), -дикарбоксильная кислота (дикарбо-
новая кислота) и т. д. Положение карбоксильных групп обозначают
как обычно. |
н о м е н к л а т у р а рассматривает карбо |
|
Р а ц и о н а л ь н а я |
||
ксильные кислоты как замещенные уксусной кислоты. |
||
До сих |
пор широко |
используется т р и в и а л ь н а я н о м е н |
к л а т у р а |
карбоксильных кислот. |
|
„ |
|
О |
|
II |
Существенное значение для номенклатуры имеют радикалы R—С—,
называемые ацилами, которые получаются, если у карбоксильной ки слоты отнимают гидроксил от карбоксильной группы. Систематические названия ацилов получают, либо добавляя окончание -оил к названию у г л е в о д о р о д а с тем же числом атомов углерода, либо добавляя к названию с к е л е т о в о д о р о д а Я Н Ш — радикал в ациле) окон чание -карбонил. Для простейших ацилов широко применяются тради ционные тривиальные названия.
Примеры названий карбоксильных кислот приведены в табл. 18, ацилов — в табл. 19.
Анионы и соли карбоксильных кислот
Если от карбоксильной группы отнять протон, получаются анионы карбоксильных кислот, а при нейтрализации заряда этих анионов кати онами — соли карбоксильных кислот. Название аниона карбоксильной кислоты получают, заменяя окончание-овая кислота, окончанием -оат*, либо пользуясь окончанием -карбоксилат вместо -карбоксильная кис лота в названии соответствующей кислоты. Следовательно, заряжен ный заместитель —СОО- может называться карбоксилатной группой. Распространены также названия, получаемые из тривиальных назва ний соответствующих кислот.
* В тривиальных названиях кислот, узаконенных в качестве систематических, окончание -овая кислота может отсутствовать. В таком случае на окончание -оат (или -am) заменяется существующее окончание тривиального названия. Например:
бензойная кислота — бензоат; фталевая кислота — фталат.
130