360 |
ЧАСТЬ III ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ |
неуглеродных атомов и определяют принадлежность данного вещества к конкретному классу соединений.
Такое представление о характеристических группах объединяет два понятия — нефункциональные и функциональные группы.
Нефункциональные группы: –F, –Cl, –Вr, –I, –ОСН3, –NО2, –NO
обозначаются в префиксе названия.
Функциональные группы указываются и в префиксе, и в окончании (приводятся в порядке убывания старшинства):
|
|
|
|
|
|
Таблица 18.2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Класс |
|
|
Характеристическая группа |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Название |
|
соединений |
Формула |
|
|
|
|
в префиксе |
в суффиксе |
|
|
|
|
|
|
Карбоновые |
—COOH |
карбокси |
карбоновая |
|
кислоты |
|
|
|
|
кислота |
|
Сульфокислоты |
—SO3H |
сульфо |
сульфоновая |
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
Сложные эфиры |
—C[O]OR |
|
R-оат |
|
|
|
|
|
|
|
|
Амиды |
— C[O]NH2 |
|
амид |
|
Нитрилы |
—C |
|
N |
|
нитрил |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Альдегиды |
—CHO |
формил |
-аль |
|
|
|
|
|
|
|
|
Кетоны |
>C=O |
оксо |
-он |
|
|
|
|
|
|
|
|
Спирты, фенолы |
—OH |
гидрокси |
-ол |
|
|
|
|
|
|
|
|
Амины |
—NH2 |
амино |
амин |
Рассмотрим конкретные примеры формирования названий органических молекул в соответствии с заместительной номенклатурой.
1. Выбор родоначальной структуры производится таким образом, чтобы учитывались:
максимальная длина цепи;
максимальная ненасыщенность по совокупности двойных и тройных связей;
максимальное число характеристических групп.
Так, в представленной структуре:
H3C—CH—CH—CH2—CH3
45
ГЛАВА 18 |
Основные понятия и представления |
361 |
в качестве родоначальной структуры следует выбрать цепь углеродных атомов, обозначенную цифрами, поскольку она имеет максимальную длину и характеризуется наибольшим числом разветвлений.
2.После выбора родоначальной структуры определяют порядок нумерации таким образом, чтобы разветвление было ближе к началу цепи.
3.В название соединения в качестве суффиксов включают обозначения двойных и тройных связей, а также старшую характеристическую группу. Нумерацию начинают с того конца углеродной цепи, к которому ближе расположена старшая характеристическая группа.
4.Заместители перечисляют в алфавитном порядке при помощи приставок с указанием их положения в родоначальной структуре. Если соединение содержит несколько одинаковых заместителей, то число их обозначают греческими числительными:
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
|
|
|
|
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
H3C—CH2—CH2—CH—CH3 |
|
|
|
|
H3C—CH2—CH—CH—CH3 |
|
2-метилпентан |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2,3-диметилпентан |
|
|
|
|
6 |
5 |
|
4 |
3 |
2 |
1 |
O |
|
|
|
|
|
|
|
H3 |
C—CH—CH—CH=CH—C |
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH NH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-амино-5-гидрокси |
|
гекс |
|
ен-2- |
|
овая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
кислота |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
заместители и характе- |
|
родона- |
суффикс |
окон- |
|
|
|
|
|
|
ристические группы в |
|
чаль- |
|
двойной |
чание |
|
|
|
|
|
|
алфавитном порядке |
|
ная |
|
связи |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
струк- |
|
и ее по- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тура |
ложение |
|
|
|
|
|
|
Радикало-функциональная номенклатура применяется реже, чем заместительная, но все же занимает значительное место в органической химии. Данная номенклатура основывается на выборе наиболее простого представителя гомологического ряда и последующего рассмотрения всего соединения в качестве производного этой исходной молекулы. Приведенные примеры иллюстрируют порядок формирования названия по радикально-функциональной номенклатуре:
|
H3C |
CH3 |
H3C—CH=CH—CH3 |
C=C |
H2С=CH—C |
|
CH |
|
|
|
диметилэтилен |
H3C |
CH3 |
тетраметилэтилен |
винилацетилен |
|
362 |
ЧАСТЬ III |
ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ |
|
H3C—C—CH3 |
H3C—O—CH3 |
H3C—Cl |
|
O |
|
|
|
|
диметилкетон |
диметиловый эфир |
метилхлорид |
Несмотря на различные номенклатурные правила, до сих пор достаточно распространены тривиальные названия, которые комиссия ИЮПАК рекомендует использовать как укоренившиеся названия. Происхождение их часто связано с источником получения (винная, уксусная, щавелевая кислоты) или с другими особенностями. Однако эти названия ни в коей мере не отражают структурные особенности
органических молекул.
Алканы (предельные углеводороды). Четыре первых представителя
алканов — СН4, С2Н6, С3Н8 и С4Н10 — имеют соответственно названия метан, этан, пропан, бутан. Остальные алканы называют с по-
мощью корня соответствующего греческого числительного с добавлением суффикса -ан как определяющего в названиях признака принадлежности вещества к ряду алканов. Окончание -а у числительного в этом случае опускается:
|
|
|
|
|
Таблица 18.3 |
|
Гомологический ряд алканов СnH2n+2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Формула |
Название |
Т пл., |
Т кип., |
Название |
|
Формула |
радикала |
oС |
oС |
радикала |
|
|
|
|
CH4 |
Метан |
–184 |
–162 |
Метил |
|
CH3 |
С2H6 |
Этан |
–172 |
–88 |
Этил |
|
С2H5 |
C3H8 |
Пропан |
–187 |
–42 |
Пропил |
|
C3H7 |
C4H10 |
Бутан |
–138 |
–0,5 |
Бутил |
|
C4H9 |
C5H12 |
Пентан |
–132 |
36 |
Пентил |
|
C5H11 |
C6H14 |
Гексан |
–94,3 |
69 |
Гексил |
|
C6H13 |
C7H16 |
Гептан |
–90 |
98 |
Гептил |
|
C7H15 |
C8H18 |
Октан |
–56,5 |
124 |
Октил |
|
C8H17 |
C9H20 |
Нонан |
–51 |
150,8 |
Нонил |
|
C9H19 |
C10H22 |
Декан |
–32 |
174 |
Децил |
|
C10H21 |
Одновалентные радикалы, производимые от насыщенных неразветвленных ациклических углеводородов, называют путем замены окончания -ан в исходном алкане на -ил. Атом углерода со свободной валентностью получает номер 1. Такие радикалы называют нормальными, или неразветвленными, алкилами:
ГЛАВА 18 |
|
Основные понятия и представления |
363 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
|
|
CH3—CH2—CH2—CH2—CH2— |
CH3—CH2— |
CH3—CH2—CH2— |
|
|
пентил |
|
этил |
пропил |
Для обозначения насыщенных ациклических углеводородов с разветвленной цепью углеродных атомов к названию наиболее длинной цепи атомов углерода добавляют префиксы, обозначающие названия боковых цепей. Наиболее длинная цепь нумеруется таким образом, чтобы номера, указывающие положения боковых цепей, были наименьшими. Если при нумерации положений боковых цепей образуется несколько наборов номеров, то предпочтение отдается той нумерации, при которой получается набор, включающий наименьшие номера, начиная от боковой цепи, ближайшей к концу основной цепи. Этот принцип применяется независимо от природы заместителей:
CH3—CH2—CH2—CH2—CH—CH—CH2—CH2—CH3
CH3 CH2—CH2—CH3
5-метил-4-пропилнонан
Названия одновалентных разветвленных радикалов, производимых от алканов, формируют прибавлением префиксов, обозначающих боковые цепи, к названию неразветвленного алкильного радикала, имеющего наиболее длинную из всех возможных цепь углеродных атомов. При этом счет начинают с атома, несущего свободную валентность, который приобретает номер 1:
CH3—CH2—CH2—CH—CH2— CH3—CH2—CH2—CH2—CH—
CH3 |
|
|
|
|
CH3 |
2-метилпентил |
|
|
|
|
1-метилпентил |
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
CH3—CH—CH2—CH2—CH2— CH2—
CH3
5-метилгексил
Следующие названия сохраняются для незамещенных радикалов:
CH3—CH— CH3—CH2—CH—
364 |
ЧАСТЬ III ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ |
Алкены (этиленовые углеводороды). Непредельные ациклические углеводороды, имеющие одну двойную связь, получают названия путем замены суффикса -ан в наименовании соответствующего насыщенного углеводорода — алкана — на -ен. Здесь в качестве главной выбирают наиболее длинную углеродную цепь, содержащую двойную связь, и нумеруют так, чтобы положение двойной связи соответствовало наименьшим возможным номерам. Цифру, обозначающую двойную связь, можно ставить вслед за суффиксом -ен или, наоборот, выносить вперед перед корнем слова, но после префиксов, обозначающих заместители:
|
6 |
5 |
4 |
|
3 |
|
2 |
1 |
7 |
6 |
5 |
4 |
|
CH3 |
3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C—CH—CH2—CH—CH—CH2—CH3 |
|
CH3—CH2 |
—CH—CH—CH=CH2 |
|
|
|
|
|
2 |
|
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
CH=CH2 |
|
|
|
CH3 |
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,4-диметилгексен-1 |
|
|
4,6-диметил-3-этилгептен-1 |
|
|
или 3,4-диметил-1-гексен |
|
или 4,6-диметил-3-этил-1-гептен |
Одновалентные радикалы, образованные от алкенов, имеют суффикс -енил. Для некоторых простейших радикалов сохраняются несистематические названия:
H |
C=CH— |
H |
C=CH—CH |
— |
H2C=CH—CH3 |
2 |
|
2 |
2 |
|
|
винил или этенил |
аллил или 2-пропенил |
изопропенил |
Для обозначения заместителей и их перечисления руководствуются
положениями, описанными выше для алканов.
Алкины (ацетиленовые углеводороды). Названия углеводородов данного ряда формируют от названий соответствующих алканов, заменяя суффикс -ан на -ин. Здесь нумерация цепи и порядок перечисления заместителей осуществляется, как для алкенов:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
CH3 |
|
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
HC |
|
C—CH2—CH2—CH3 |
HC |
|
C—CH—CH2—С— CH3 |
|
|
|
|
|
|
пентин-1 или 1-пентин |
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,5,5-триметилгексин-1 или |
|
|
|
|
|
|
3,5,5-триметил-1-гексин |
Одновалентные радикалы, образованные от алкинов, имеют суффикс -инил:
HC
C— HC
C—CH2—
ГЛАВА 18 |
Основные понятия и представления |
365 |
Углеводороды, содержащие более одной непредельной связи. Если в молекуле углеводорода имеется две или большее число двойных свя-
зей, то название получает соответственно суффиксы -диен, -триен, -тетраен и т.д. Углеводороды с двумя (и более) тройными связями по-
лучают соответственно суффиксы -диин, -триин и т.д.
Родовые названия для диенов, триенов и т.д., соответственно, алкадиены, алкатриены и т.д. Аналогично для соединений с несколькими тройными связями — алкадиины, алкатриины и т.д.
Ненасыщенные неразветвленные ациклические углеводороды, имеющие как двойные, так и тройные связи, получают названия пу-
тем замены суффикса -ан в названии соответствующего алкана на
-енин, -адиенин, -атриенин, -ендиин и т.п. Двойным и тройным связям должны соответствовать наиболее низкие цифровые обозначения.
Если возможны несколько вариантов нумерации, то двойным связям присваивают наименьшие номера:
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HC |
|
C—С |
|
C—С—CH3 |
|
|
|
|
H2C=CH—С=CH—CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3-метилпентадиен-1,3 или |
|
|
|
|
CH3 |
3-метил-1,3-пентадиен |
5,5-диметилгексадиин-1,3 |
|
|
или 5,5-диметил-1,3-гексадиин |
Ароматические углеводороды (арены). Моноциклические и полициклические ароматические углеводороды называют аренами. Для перечисленных ниже структур сохранены систематические названия:
CH3 |
CH3 |
|
CH3 |
CH3 |
CH=CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
CH |
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
бензол толуол |
ксилолы |
|
кумол |
CH |
стирол |
|
|
|
|
|
|
|
|
H3C |
CH3 |
|
|
|
|
n-цимол |
|
Комиссия ИЮПАК рекомендует вместо приведенных традицион-
ных названий с суффиксом -ол более соответствующие общей системе названия бензен, толуен, ксилен, кумен, цимен, стирен.
Прочие моноциклические замещенные ароматические углеводороды называют как производные бензола или одного из углеводородов, показанных выше. Однако если заместитель, введенный в такое
366 |
ЧАСТЬ III ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ |
соединение, идентичен с одним из имеющихся в молекуле заместителей, то все соединение рассматривается как производное бензола. Положение заместителей указывается цифрами, за исключением тех
случаев, когда при наличии двух заместителей вместо 1,2-, 1,3- и 1,4- могут быть использованы обозначения о-(орто-), м-(мета-) и п-(пара-)
соответственно. Заместители должны получать наиболее низкие возможные номера:
|
CH3 |
|
CH3 |
|
CH3 |
CH3 |
|
|
|
CH=CH2 |
|
|
CH2—CH2—CH2—CH3 |
|
|
|
|
|
—CH |
—CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
2 |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2—CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1,2-диметил- |
1,2,3-триметилбензол |
|
CH |
—CH |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
3 |
|
|
1-бутил-2-пропил- |
|
бензол или |
(но не метилксилол |
|
|
|
|
4-этилстирол или |
|
3-этилбензол |
|
|
и не диметилтолуол) |
|
|
|
о-диметил- |
|
n-этилстирол |
|
|
|
|
|
бензол
Функциональные производные углеводородов
Данные соединения образуются в результате замещения атомов
водорода в исходном углеводороде на ту или иную функциональную группу. Перечень последних, расположенных по убыванию старшин-
ства, приведен в табл. 18.2, где показано, в каких случаях название группы обозначается в префиксе и суффиксе.
Спирты и фенолы. В названиях спиртов по заместительной номенклатуре гидроксигруппа ОН рассматривается как главная и обозначается суффиксом -ол. Данный суффикс добавляется к названию углеводорода, которому соответствует самая длинная неразветвленная цепь, содержащая ОН-группу. Если число ОН-групп более одного,
то их соответственно обозначают греческими числительными перед суффиксом -ол, -диол, -триол, -тетрол и т.д. Нумерацию цепи следует осуществлять с таким расчетом, чтобы ОН-группа получила возможно меньший номер:
H3C—OH |
CH3— CH2 —OH |
метанол |
|
этанол |
|
|
|
|
|
OH |
|
CH3— CH2—CH2—OH |
|
|
|
|
CH3— CH—CH3 |
пропанол-1 |
пропанол-2 |
(или 1-пропанол) |
(или 2-пропанол) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ГЛАВА 18 Основные понятия и представления |
367 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
OH |
|
|
CH3— CH2—CH=С |
|
— |
|
|
CH3— |
CH—CH2— |
|
|
|
CH2 |
CH2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2H5 |
OH |
|
2-этиленпентен-2-ол-1 |
|
бутандиол-1,3 |
|
(или 2-этил-2-пентен-1-ол) |
(или 1,3-бутандиол) |
|
Такие названия, как изопропанол, втор-бутанол и тpeт-бутанол, являются неверными, поскольку не существует углеводородов изо- пропан, втор-бутан и трет-бутан. Поэтому такие названия необходимо исключить.
По радикально-функциональной номенклатуре названия спиртов производят от названия соответствующего радикала с добавлением окончания -овый и последующего слова спирт:
CH3— OH |
CH3— CH2— OH |
метиловый спирт |
этиловый спирт |
H3C— CH2— CH2— CH2— CH2— CH2— OH
гексиловый спирт
Для некоторых спиртов сохранены тривиальные названия, например:
|
|
|
|
|
|
OH |
|
H |
2 |
C—OH |
CH2— OH |
|
|
CH2—OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H2C—OH |
|
|
|
|
этиленгликоль |
бензиловый спирт |
салициловый спирт |
OH
H C=CH—CH —OH
2 2 H3C—С—СH3
аллиловый спирт
СH3
трет-бутиловый спирт
Названия гидроксипроизводных бензола и других ароматических карбоциклических систем формируют прибавлением суффикса -ол к названию углеводорода.
368 |
ЧАСТЬ III ОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ |
Для простых фенолов сохранены тривиальные названия (см. ниже); для многоатомных фенолов в русском языке суффикс -ол не принят:
|
OH |
H3C |
|
OH |
|
OH |
OH |
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
OH |
|
|
OH |
|
фенол |
|
n-крезол |
пирокатехин |
резорцин |
OH |
|
|
|
|
|
|
аналогично |
|
|
|
гидрохинон |
|
|
о- и м-изомеры |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(следует обратить |
|
OH |
|
|
|
|
|
внимание |
|
HO |
OH |
|
|
|
на нумерацию) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пирогаллол |
|
|
|
OH |
CH3 |
|
CH3 |
|
CH3 |
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HO |
OH |
OH |
|
OH |
CH |
|
|
|
|
|
|
|
флороглюцин |
2,3-ксиленол |
CH |
|
|
|
H3C CH3 |
|
H3C CH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тимол |
|
карвакрол |
Оксопроизводные (альдегиды и кетоны). Названия неразветвленных ациклических моно- и диальдегидов образуются добавлением суффиксов -аль (для моноальдегидов) или -диаль (для диальдегидов) к названию углеводорода, содержащего такое же число углеродных атомов:
|
H3C—С |
O |
H3C—(СH2)4—С |
O |
6 5 4 3 |
2 |
1 |
O |
|
|
|
H3C—CH=C—СH2—СH2—C |
|
|
H |
|
H |
|
H |
|
|
|
CH3 |
|
|
|
этаналь |
|
|
|
|
|
|
гексаналь |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4-метилгексен-4-аль |
|
|
(или 4-метил-4-гексеналь)
Если альдегидная группа непосредственно связана с углерод-
ным атомом циклической системы, то она обозначается суффиксом -карбальдегид, добавляемым к названию циклического углеводорода:
ГЛАВА 18 |
Основные понятия и представления |
|
369 |
|
|
O |
|
|
|
O |
С |
O |
|
|
H |
|
|
С |
|
|
С |
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
H |
|
|
|
|
|
циклогексан-карбальдегид |
|
|
|
|
|
1,2-нафталин-дикарбальдегид |
|
Если соединение содержит более старшую функциональную группу наряду с альдегидной, то предпочтение отдается более старшей группе, а альдегидная группа обозначается префиксом формил-:
6 |
5 |
4 |
3 |
2 |
1 |
O |
|
|
|
O |
H3C—CH2—CH—СH2—СH2—COOH |
|
|
|
|
|
|
|
С |
|
С |
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
OH |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
H |
|
|
|
4-формилбензойная кислота |
|
4-формилгексановая кислота |
|
|
|
|
|
|
Названия ациклических кетонов образуются добавлением суффикса -он к названию углеводорода, соответствующего главной цепи:
|
CH3—C—СH2—СH2—СH3 |
пентанон-2 (или 2-пентанон) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH3—C—СH2—С—СH2—СH3 |
гександион-2,4 (или 2,4-гександион) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2=CH—СH2—С—СH3 |
пентен-4-он-2 (или 4-пентен-2-он) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
CH3—C—СH2—СH—С—СH3 |
3-аллилгександион-2,5 |
|
(или 3-аллил-2,5-гександион) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
CH2—CH=СH2 |
|
Допускается в названиях кетонов использовать радикально-функ- циональный принцип — вначале называют радикалы при карбонильной группе, а затем добавляют слово кетон:
CH3—C—СH2—СH3 |
С |
CH3—СH2—C—СH2—СH3 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
O |
|
|
O |
|
|
O |
|
|
|
|
|
метилэтилкетон |
дифенилкетон |
диэтилкетон |
|
|