А Е Щеголев Органическая химия 2016 / 01 Основы теоретических представлений в органической химии

т.д.). Локант, относящийся к данному префиксу или суффиксу, ставится всегда перед этим префиксом или суффиксом.

Таблица 1.3 Заместители, называемые в виде отделяемых приставок

Определить родоначальную структуру в соединении — это значит найти главную цепь или главную циклическую (или гетероциклическую) систему, по которой дается родоначальное название. Родоначальные названия могут быть как систематическими, так и тривиальными.

Если существует несколько возможностей выбора главной цепи, то последовательно применяют следующие критерии:

1) цепь, содержащая наибольшее число старших групп (см. табл. 1.2). Например:

COOH

HO - CH2 - CH2 - CH - COOH

Здесь карбоксильные группы являются старшими, следовательно, главная цепь обязательно должна включать их. Нельзя в качестве главной выбрать цепь, содержащую гидроксильную и карбоксильную группы, так как гидроксильная группа младше карбоксигруппы;

2) максимальная протяжѐнность цепи.

Например:

CH2=CH

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

25

3) максимальное число кратных связей (в сумме).

Например:

CH2

CH

CH2 = CH - CH - C C C CH

Цепь, выбранная главной, содержит одну двойную и две тройные связи. Любой другой вариант выбора родоначальной структуры содержал бы меньшее число кратных связей;

4) максимальное число двойных связей.

Например:

CH2=CH CH2=CH - CH - C CH

Одна цепь содержит одну двойную и одну тройную связь, другая — две двойных, в сумме число кратных связей в обоих случаях одинаково, но главной является цепь с двумя двойными связями;

5) максимальное число заместителей, обозначаемых приставками.

Например:

CH2 - CH3 CH2

CH3 - CHCl - CHCl - CH - CH - CH3

CH2

CH3

6) при равном числе заместителей, обозначаемых приставками, предпочтение отдается первому заместителю по алфавиту.

Например:

CH2Cl

CH - CH2 - CH3

CH2Br

В русском алфавите буква «б» (первая буква приставки бром-) стоит перед буквой «х» (хлор-), следовательно, главной является цепь, содержащая атом углерода, связанный с бромом.

26

Для определения старшинства циклических систем применяются следующие критерии:

1) все гетероциклические соединения старше карбоциклических:

старше, чем

N

H

2)среди гетероциклов старшими являются циклы, содержащие азот, затем кислород, серу, фосфор, кремний;

3)старшими являются компоненты, содержащие наибольшее число

циклов:

старше, чем

4) при равном числе циклов наличие в циклической системе большего цикла даѐт право старшинства:

старше, чем

5) старшими являются компоненты с максимальным числом общих атомов у соседних колец:

старше, чем

После того, как выбрана главная цепь или главная циклическая система, определяют и придают название приставкам.

1.Отделяемые приставки указывают на замещение водорода в родоначальном соединении (табл. 1.3). В названии соединения отделяемые приставки располагаются перед родоначальной структурой в алфавитном порядке.

2.Неотделяемые приставки обозначают изменение звеньев цикла или относятся к структуре углеродной цепи, всегда присоединяются непосредственно к родоначальному соединению. Неотделяемые приставки могут указывать на образование циклов (цикло-, бицикло-, спиро- и т.д.), из-

27

менение размеров циклов (нор-, гомо-), конденсацию двух или более циклов (бензо-, имидазо-, нафто- и т.д.), изменение положения звеньев в цикле или цепи (изо-, втор-, трет-), образование мостиков (этано-, эпокси-).

3. Числовые приставки обычно применяют со значениями от 1 до 12:

моно-, ди-, три-, тетра-, пента-, гекса-, гепта-, окта-, нона-, дека-, унде-

ка-, додека-. В сложных случаях, когда простые приставки уже использованы, применяются более сложные: бис-, трис-, тетракис- и т.д.

Нумерация главной цепи в ациклическом соединении осуществляется арабскими цифрами. Направление выбирается так, чтобы ближайший к концу цепи заместитель получил меньший номер. Например:

CH3 - CH2 - CH - CH2 - CH2 - CH - CH3 — 2-метил-5-этилгептан CH2 - CH3 CH3

Наличие нескольких простых заместителей указывают числовыми приставками: ди-, три-, тетра- и т.д. Если два заместителя присоединены к одному атому углерода, то локант, указывающий место присоединения, повторяется дважды. Например:

CH3

В соединениях, содержащих функциональные группы, старшая функциональная группа выражается суффиксом и должна получить наименьший локант. Например:

Кратные связи получают наименьшие локанты, причѐм двойные связи имеют преимущество перед тройными. Например:

СH2=CH–C CH — бут-1-ен-3-ин

Наименьшие локанты придаются заместителям, обозначаемым приставками, которые следуют в названии первыми (приставки перечисляются в алфавитном порядке). Например:

28

СH3–CHBr–CHCl–CH3 — 2-бром-3-хлорбутан

Названия радикалов образуют от названия алканов, присоединяя дополнительный суффикс -ил. Но в наиболее простых случаях допускается применение тривиальных названий суффиксов, в которых суффикс -ан заменѐн на -ил:

Заместители, имеющие свободную валентность в конце цепи, нумеруются начиная от атома, несущего свободную валентность, которому приписывается номер «1». Например:

- CH2 - CH - CH3 — 2-метилпропил

CH3

Для радикалов, имеющих свободную валентность у одного из внутренних атомов цепи, существуют два правила:

1) нумерацию начинают с атома углерода, связанного с родоначальной структурой:

CH2 - CH3

2) нумерацию начинают с первого атома углерода (сохраняется целостность радикала), локантом указывается радикальный атом:

Если родоначальной структурой является моноциклическая система, то нумеруются арабскими цифрами только атомы кольца. Атом углерода, при котором имеется наиболее старшая функциональная группа, получает номер «1». Направление нумерации выбирается так, чтобы сумма локантов, указывающих положение заместителей или боковых цепей, была наименьшей. Например:

29

COOH

Для бициклических систем нумерация начинается с одного из узловых атомов углерода, независимо от наличия у него функциональных групп. В первую очередь нумеруются атомы наибольшего по размеру цикла от одного узлового атома к другому по наиболее длинной углеродной цепи, затем — следующей по длине цепи, возвращаясь к началу нумерации. В последнюю очередь получают номера атомы углерода, оказавшиеся между узловыми атомами в наиболее короткой углеродной цепи. Например:

После того, как выбрана старшая группа, которая обозначается суффиксом, определена родоначальная структура, расставлены по алфавиту отдельные приставки, проведена нумерация, объединяют эти части в полное название.

Группа -ОН, являющаяся старшей, обозначается суффиксом «-ол», в качестве родоначальной структуры выбирается пентан, приставки метил- и хлор- располагаются по алфавиту. Нумерация проводится так, чтобы гидроксильная группа получила наименьший локант. Полное название соединения: «3- метил-5-хлорпентан-2-ол».

30

OH CH3

Группа -СООН в этом соединении является старше группы -ОН (см. табл. 1.2), поэтому карбоксильная группа обозначается суффиксом с окончанием -овая (кислота), а гидроксильная группа — приставкой гидрокси-. Родоначальная структура — пентан. Соединение содержит два заместителя, которые выражаются приставками: гидрокси- и метил-, расположенными в названии по алфавиту. Наименьший локант получает атом углерода карбоксильной группы. Полное название соединения: «4-гидрокси-3- метилпентановая кислота».

1.5.2. РАДИКАЛО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ НОМЕНКЛАТУРА

Радикало-функциональная номенклатура использует те же приѐмы, что и заместительная, но в отличие от последней в ней никогда не используют суффиксы. Вместо этого функциональная группа выражается названием функционального класса (табл. 1.4).

Таблица 1.4

Функциональные группы, используемые в радикало-функциональной номенклатуре

Если старшая группа одновалентна, то название остатка молекулы, присоединѐнного к этой группе, выражают в радикальной форме. В некоторых случаях вместо названия радикала используют название образованного от него прилагательного (например, «этил» — «этиловый»):

СН3-С N — метилцианид, С2Н5ОН — этиловый спирт,

31

СН3СН2СН2СH2SН — бутилмеркаптан.

Если старшая группа двухвалентна, то радикалы перечисляются в алфавитном порядке и название пишется одним словом:

1.5.3. «а»-НОМЕНКЛАТУРА (ЗАМЕНИТЕЛЬНАЯ НОМЕНКЛАТУРА)

Данная номенклатура используется в тех случаях, когда построение названий по другим системам номенклатур затруднено.

«а»-Номенклатура выражает замену атома углерода в цепи или кольце на гетероатом или объединение нескольких углеродных цепей (колец) в одну структуру за счѐт гетероатомов и применяется для названия структур, в которых гетероатом формально разрывает углеродную цепь, то есть для названия простых эфиров, тиоэфиров, вторичных и третичных аминов и т.п.

В гетеросоединении с неразветвлѐнной структурой нумеруют соединение так, чтобы гетероатом получил наименьший локант. В качестве родоначального соединения выбирают углеводород, полученный мысленной заменой гетероатома в исходном соединении атомом углерода. Перед названием этого углеводорода ставят приставку, обозначающую название гетероатома, оканчивающееся на букву «а» («а»-термины), и цифровой локант, показывающий, какой из атомов углерода заменен на гетероатом. Приставки перечисляются согласно их положению в табл. 1.5.

Таблица 1.5 Старшинство основных элементов и названия «а»-терминов

32

Например:

СН3-О-СН2-СН3 — 2-оксабутан

СН3-СН2-O-СН2-СН2-O-СН3 — 2,5-диоксагептан

Если в гетеросоединении имеются один старший гетероатом и несколько младших, то нумеруют цепь, отдавая предпочтение последним:

В заменительной номенклатуре сохраняются такие же правила, какие существуют в заместительной номенклатуре (гл. 1.5.1). Следует запомнить, что сначала перечисляются заместительные приставки в алфавитном порядке, а затем «а»-термины в порядке убывающего старшинства, например: «ок- сатиа-», «тиаза-», «оксаза-» (буква «а» на стыке двух приставок опускается). Нумерация цепи определяется по расположению в ней гетероатомов, а не заместительных приставок.

Например:

ClСН2-NH-СНCl-СН2-СН2-S-СН2-СН3 — 6,8-дихлор-3-тиа-7-азаоктан.

Если в цепи присутствуют функциональные группы, обозначаемые суффиксами, то они и определяют нумерацию цепи:

СН3-О-СН2-СН2-СН2-СН2-СООН — 6-оксагептановая кислота.

Для гетеросоединений с разветвленной структурой принципы отбора главной цепи те же, что и по заместительной номенклатуре, но вводятся дополнительные критерии. Так, например, согласно критериям выбора главной цепи в заместительной номенклатуре родоначальная структура должна содержать, прежде всего, наибольшее число старших групп. Этот критерий сохраняется в «а»-номенклатуре. Однако, согласно второму критерию в этой номенклатуре, цепь должна включать максимальное число гетероатомов.

Кроме названий органических соединений с использованием различных номенклатур ИЮПАК и кроме тривиальных названий широко используется также рациональная номенклатура — одна из наиболее старых, но до

33

сих пор применяющихся, особенно для названия несложных по структуре веществ.

1.5.4. РАЦИОНАЛЬНАЯ НОМЕНКЛАТУРА

За основу рациональной номенклатуры обычно берут укоренившиеся тривиальные названия простейших соединений соответствующих классов, а более сложные рассматриваются как продукты замещения атомов водорода в соединении, принятом за основу, различными атомами или группами.

Для наименования многих соединений сложного строения принципы рациональной номенклатуры недостаточны.

В формуле алкана, который требуется назвать, за основу берут один из атомов углерода (обычно тот, вокруг которого сгруппировано наибольшее число наиболее простых заместителей), принимая его за углерод молекулы метана. Название составляют из наименований радикалов, соединенных с центральным атомом углерода, добавляя слово «метан». Количество одинаковых радикалов обозначают с помощью греческих числительных «ди-», «три-», «тетра-». Например, ниже приведены рациональные названия изомерных гексанов:

CH3

Этиленовые углеводороды рассматривают как производные простейшего в данном гомологическом ряду углеводорода этилена, указывая названия радикалов, соединѐнных с этиленовой группировкой >C=C< . Количество одинаковых радикалов обозначают с помощью греческих числительных «ди-», «три-», «тетра-». При наличии двух одинаковых или разных радикалов указывают, симметрично (симм-) или несимметрично (несимм-) они расположены по отношению к этиленовой группировке.

34