Номенклатура органических соединений. Учебное пособие

принципами, описанными для нециклических алканов: заместители должны получить наименьшие номера, а при прочих равных условиях предпочтение отдается заместителям, стоящим раньше по алфавиту:

Здесь в первом случае предпочтение отдано атому углерода, несущему метил (первый по алфавиту), и направлению против часовой стрелки (этил получает меньший номер). Во втором случае

– атому углерода, несущему два заместителя, а направление дальнейшей нумерации здесь безразлично.

1.2. Ненасыщенные углеводороды

1.2.1. Ациклические углеводороды

Допускается использование тривиальных названий для следующих углеводородов:

а) Названия других неразветвленных ненасыщенных углеводородов составляется из названий соответствующих насыщенных углеводородов путем замены суффикса«–ан» на суффиксы «-ен» или «-ин», при наличии в молекуле соответственно двойной или тройной связи. Если таких связей в цепи несколько, то перед суффиксом ставится соответствующая умножающая приставка, например: -диен, -триен, -диин и т. д. Так как кратные связи могут находиться в разных местах углеродной цепи, то появляется необходимость пронумеровать и неразветвленную цепь. Нумерацию проводят с того конца углеродной цепи, чтобы кратные связи получили наименьший номер.

11

При составлении названия локант)(ыпервого суффикса ставятся перед корнем, а последующих – перед суффиксом, причем указывается тот локант, после которого стоит кратная связь. Например:

CH3-CH=CH-CH2-CH3 CH3-CH=CH-CH=CH-CH2-CH3

1-гексин

Если в молекуле одновременно присутствуют двойные и тройные связи, то предпочтение отдается двойной:

Необходимо иметь ввиду, что двойным и тройным связям должны соответствовать низшие номера углеродных атомов даже если локант тройной связи получит меньший номер по сравнению с двойной:

5-гептен-2-ин

Некоторые авторы рекомендуют номер локанта кратной связи ставить после соответствующего суффикса (например, пен- тен–2), однако это создает неудобства при склонении названий углеводородов.

б) В разветвленных ненасыщенных углеводородах накладывается ограничение на выбор главной цепи. Она должна содержать в себе максимальное число кратных связей, даже если эта цепь не будет самой длинной из всех возможных. При выборе

направления нумерации кратная связь старше заместителя и должна получить наименьший номер. Например:

12

CH3-CH2-CH2-C=CH2 CH3-CH-CH2-CºC-CH2-CH3

Если основную цепь нельзя выбрать так, чтобы в нее вошли все кратные связи, то используют названия ненасыщенных радикалов. При этом названия ненасыщенных радикалов образуются присоединением суффикса «–ил» к названию алкена или алкина, а некоторые наиболее распространенные радикалы имеют специальные названия:

Нумерацию атомов углеводородного радикала проводят от атома углерода со свободной валентностью.

Пример названия ненасыщенного разветвленного углеводорода:

CH=CH2

1 2 3 4 5 6

CH2=CH-CH-CH2-CH=CH2 3-винил-1,5-гексадиен

1.2.2. Циклические ненасыщенные углеводороды

При наличии в цикле кратных связей(ароматические углеводороды сюда не относятся)в качестве основной цепи выбирается цикл. Нумерация цикла производится таким образом, чтобы кратные связи получили наименьший номер. Если имеется

13

циклопентен 2-метил-1,3-циклогексадиен 3,3,6-триметил-1,4-циклогексадиен

То есть, во втором соединении нумерация проведена от того углерода и в том направлении, чтобы наименьшие локанты получили не только двойные связи, но и метил. Аналогично в третьем соединении наименьший номер получил углерод, несущий два метила.

Если в цикле имеется только одна кратная связь, то ее локант опускается, так как она обязательно получает номер 1.

1.3.Ароматические углеводороды

1.3.1.Одноядерные арены

Допускается использовать тривиальные названия для следующих соединений:

Допускается использование этих названий в качестве родоначальных для составления названий более сложных соединений, но только тогда, когда новый заместитель не идентичен присутствующему. В противном случае оно рассматривается как производное бензола.

14

Процедура составления названий гомологов бензола аналогична с замещеннымициклоалканами и кратные связи бензольного кольца не учитываются, даже если они в формуле обозначены явно. При небольших размерах алкильных заместителей в качестве основной цепи выбирается бензольное кольцо. При проведении нумерации сначала выбирают атом углерода, которому присваивается номер 1, а затем направление нумерации. Выбор осуществляют так, чтобы заместители получили набор наименьшихлокантов. Если есть выбор между несколькими вариантами нумерации с одинаковыми наборами локантов, то выбирают тот, где группа, идущая по алфавиту впереди, получает наименьший номер. Если название производится от одного из вышеприведенных тривиальных названий, то наименьшие номера должны получить присутствующие в них заместители.

При наличии в бензольном кольце двух заместителей, находящихся в положениях 1,2-, 1,3- и 1,4- может быть использован другой способ обозначения этих положений соответственно:

о- (орто-), м- (мета-) и п- (пара-).

1,4-димет ил-2-эт илбензол п-дивинил бензол

Если боковой заместитель в ароматическом углеводороде велик, то в качестве основной выбирают алифатическую цепь, а бензольное кольцо рассматривают как заместитель.

CH3

При этом используются следующие названия ароматических одновалентных радикалов:

CH2 H3C

15

1.3.2. Многоядерные арены

Многоядерные ароматические соединения подразделяют на два типа: неконденсированные и конденсированные. Особенность номенклатуры этих соединений заключается в их нумерации: она может быть фиксированной и полуфиксированной в структуре молекулы. К неконденсированным аренам относятся соединения типа бифенила и типа -дии полифенилалканов. В этих соединениях нумерация каждого цикла начинается с мостикового атома углерода

и поэтому от заместителей зависит только направление нумерации, причем, любой локант без штриха старше(то есть меньше по величине) любого локанта со штрихом. Например, в названии соединения

CH2CH3

4-метил-3'-этилбифенил

метил имеет преимущество перед этилом(алфавит) и нумерация без штрихов проводится левого кольца, а со штрихами – правого. Нумерация каждого кольца проводится в таком направлении, чтобы каждый заместитель получил наименьший номер.

Для 30 представителей конденсированных аренов номенклатура ИЮПАК сохраняет тривиальные названия, дальнейшим конденсированием которых строят названия структур, имеющих еще более сложные скелеты. Нумерация этих соединений фиксирована в родоначальной структуре и почти не зависит от расположения заместителей. Например:

16

В замещенных нафталине и антрацене локант1 может быть поставлен в зависимости от нахождения заместителя в положения 1, 4, 5, 8 (a-положения), а в фенантрене – в положения 1 и 8, чтобы заместитель получил наименьший номер. Дальнейшая нумерация в нафталине и фенантрене продолжается по кругу, начиная с кольца с локантом 1, пропуская четвертичные атомы углерода в сочленениях колец. В антрацене аналогичным образом нумеруются сначала крайние кольца, а затем центральное. Например, соединение

CH3

1 8

3

6

4 5 CH3

называется 1,6-диметилнафталин, а не 2,5-, 3,8- и тем более 4,7- диметилнафталин.

1.4. Гетероциклические соединения

Для построения названий гетероциклических соединений используются тривиальная и систематическая ИЮПАК номенклатуры.

Простейшие по строению и наиболее распространенные гетероциклы называют в соответствии с тривиальной номенклатурой.

При использовании номенклатуры ИЮПАК следует отметить, что для наиболее известных гетероциклических соединений оставлены тривиальные названия, и их структуры могут быть использованы для составления названий молекул более сложного строения: фуран, тиофен, пиррол, индол, пиридин, хинолин, изохинолин, имидазол, пиразол и некоторые другие.

17

Названия всех остальных гетероциклов, согласно номенклатуре ИЮПАК, составляются из приставки, корня и суффикса. В приставке отражаются природа и количество гетероатомов, корне – размер цикла, в суффиксе – степень насыщенности цикла.

Наиболее распространенные гетероатомы обозначаются следующими приставками: кислород – окса-, сера – тиа-, азот – аза-. Окончание приставки «а» опускается перед следующей гласной буквой. Если в цикле содержится более одного гетероатома, то они перечисляются в порядке O, S, N (например, оксатиа-, оксаза- , тиаза-). Если в гетероцикле имеется несколько одинаковых гетероатомов, то перед приставкой соответствующего атома ставится умножающая приставка (ди-, три-, тетра- и т.д.).

Размер кольца обозначается корнем «-ир-» для 3-членного цикла, «-ет-» – 4-членного, «-ол-» – 5-членного, «-ин-» – 6- членного.

Суффиксом безазотистых насыщенных гетероциклов является «-ан-», азотистых – «-идин-».

Ненасыщенные безазотистыегетероциклы имеют суффикс «- ен-», азотистые – «-ин-», но для 4-, 5- и 6-членных циклов эти суффиксы опускаются.

Внасыщенных азотсодержащих гетероциклах с размером цикла 6 и более насыщенность обозначается не суффиксом, а приставкой «пергидро-» к названию соответствующего ненасыщенного гетероцикла.

Вгетероциклах с одним гетероатомом нумерацию начинают

сгетероатома, а направление нумерации определяется заместителями. Если в цикле больше одного гетероатома, то нумерация идет в порядке их перечисления в названии: O, S, N. Если гетероцикл содержит насыщенный и ненасыщенный атом азота, то наименьший номер получает насыщенный атом азота, т.е. соблюдается следующий порядок нумерации:

O > S > N > N.

В пятичленных гетероциклах положения заместителей у рядом стоящих атомов углерода(положения 2 и 5) иногда обозна-

18

чают a и a/, у следующих атомов углерода(положения 3 и 4) –

b и b/. В шестичленных гетероциклах положения 2 и 6 обознача-

ют a и a/ , 3 и 5 – b и b/, 4 – g.

Гетероциклы с конденсированными ароматическими ядрами обычно имеют специальные названия, но могут именоваться как производные соответствующего гетероциклического соединения с использованием приставки «бензо-» или «нафто-» и указанием порядковых номеров атомов углерода родоначального цикла, связанных с ароматическим ядром.

Отдельные примеры гетероциклических соединений и их названия представлены ниже:

Насыщенные гетероциклические соединения

Ненасыщенные гетероциклические соединения

19

Ароматические гетероциклические соединения

20