В химической номенклатуре номенклатура органической химии ИЮПАК представляет собой метод наименования органических химических соединений , рекомендованный [1] [2] Международным союзом теоретической и прикладной химии (ИЮПАК). Он опубликован в Номенклатуре органической химии (неофициально называемой Синей книгой). В идеале каждое возможное органическое соединение должно иметь название, по которому можно создать однозначную структурную формулу . Существует также номенклатура неорганической химии ИЮПАК .
Чтобы избежать длинных и утомительных названий при обычном общении, официальные рекомендации ИЮПАК по присвоению имен на практике не всегда соблюдаются, за исключением случаев, когда необходимо дать однозначное и абсолютное определение соединению. Названия ИЮПАК иногда могут быть проще старых названий, как, например, в случае с этанолом вместо этилового спирта. Для относительно простых молекул их легче понять, чем несистематические названия, которые необходимо выучить или просмотреть. Однако обычное или тривиальное имя часто существенно короче и понятнее, поэтому предпочтительнее. Эти несистематические названия часто происходят от исходного источника соединения. Кроме того, очень длинные имена могут быть менее понятными, чем структурные формулы.
В химии для описания типа и положения функциональных групп в соединении используется ряд префиксов , суффиксов и инфиксов .
Этапы присвоения названия органическому соединению: [3]
Числа для этого типа боковой цепи будут сгруппированы в порядке возрастания и написаны перед названием боковой цепи. Если есть две боковые цепи с одинаковым альфа-углеродом , число будет записано дважды. Пример: 2,2,3-триметил-. Если есть как двойные, так и тройные связи, перед «yne» (тройная связь) пишется «en» (двойная связь). Когда основная функциональная группа является терминальной функциональной группой (группой, которая может существовать только на конце цепи, как формильная и карбоксильная группы), нет необходимости нумеровать ее.
Результирующее имя выглядит следующим образом:
где каждый «#» представляет собой число. Групповые вторичные функциональные группы и боковые цепи могут выглядеть не так, как показано здесь, поскольку боковые цепи и вторичные функциональные группы расположены в алфавитном порядке. Ди- и три- использовались только для демонстрации их использования. (ди- после #,#, три- после #,#,# и т.д.)
Вот образец молекулы с пронумерованными исходными атомами углерода:
Для простоты вот изображение той же молекулы, где атомы водорода в родительской цепи удалены, а атомы углерода показаны их номерами:
Теперь, выполнив вышеуказанные шаги:
Окончательное название: (6E , 13E ) -18-бром-12-бутил-11-хлор-4,8-диэтил-5-гидрокси-15-метокситрикоза-6,13-диен-19-ин-3, 9-дион.
Алканы с прямой цепью имеют суффикс « -ан » и имеют префикс в зависимости от количества атомов углерода в цепи, следуя стандартным правилам. Первые несколько:
Например, простейшим алканом является метан СН 4 , а девятиуглеродный алкан СН 3 (СН 2 ) 7 СН 3 носит название нонан . Названия первых четырех алканов произошли от метанола , эфира , пропионовой кислоты и масляной кислоты соответственно. Остальные названы с использованием греческого цифрового префикса, за исключением нонана, имеющего латинский префикс, и ундекана , имеющего префиксы на разных языках.
Циклические алканы имеют просто префикс «цикло-»: например, C 4 H 8 — циклобутан (не путать с бутеном ), а C 6 H 12 — циклогексан (не путать с гексеном ).
Разветвленные алканы называются алканами с прямой цепью и присоединенными алкильными группами. Им предшествует число, обозначающее атом углерода, к которому присоединена группа, считая от конца алкановой цепи. Например, (CH 3 ) 2 CHCH 3 , широко известный как изобутан , рассматривается как пропановая цепь с метильной группой, связанной со средним (2) углеродом, и получает систематическое название 2-метилпропан. Однако, хотя название 2-метилпропан можно было бы использовать, проще и логичнее называть его просто метилпропаном – метильная группа не могла бы находиться ни на одном из других атомов углерода (это удлинило бы цепь и привело бы к образованию бутана, а не бутана). пропан) и поэтому использование цифры «2» излишне.
Если имеется неясность положения заместителя в зависимости от того, какой конец алкановой цепи считать за «1», то нумерацию выбирают так, чтобы использовалось меньшее число. Например, (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 3 (изопентан) называется 2-метилбутаном, а не 3-метилбутаном.
Если имеется несколько боковых разветвлений алкильной группы одного и того же размера, их положения разделяются запятыми, а группе добавляются префиксы-множители в зависимости от количества разветвлений. Например, C(CH 3 ) 4 (неопентан) называется 2,2-диметилпропаном. Если есть разные группы, они добавляются в алфавитном порядке, через запятую или дефис. Используется максимально длинная основная алкановая цепь; поэтому 3-этил-4-метилгексан вместо 2,3-диэтилпентана, хотя они описывают эквивалентные структуры. Префиксы ди-, три- и т. д. игнорируются с целью алфавитного порядка боковых цепей (например, 3-этил-2,4-диметилпентан, а не 2,4-диметил-3-этилпентан).
Алкены названы по имени их родительской алкановой цепи с суффиксом « -ен » и числовым корнем, указывающим положение углерода с меньшим номером для каждой двойной связи в цепи: CH 2 =CHCH 2 CH 3 представляет собой бут-1-ен. . Множественные двойные связи принимают форму -диена, -триена и т. д., причем к префиксу размера цепи добавляется дополнительная буква "а": CH 2 =CHCH=CH 2 представляет собой бута-1,3-диен. Простые цис- и транс- изомеры могут обозначаться префиксом цис- или транс- : цис -бут-2-ен, транс -бут-2-ен. Однако цис- и транс- являются относительными дескрипторами. Согласно соглашению ИЮПАК, все алкены описываются с использованием абсолютных дескрипторов Z- (одна сторона) и E- (противоположность) с правилами приоритета Кана-Ингольда-Прелога (см. также обозначение E-Z ).
Алкины называются по той же системе, с суффиксом « -ин », обозначающим тройную связь: этин ( ацетилен ), пропин ( метилацетилен ).
В галогеналканах и галоаренах ( R-X ) функциональные группы галогенов начинаются с позиции связи и принимают форму фтор-, хлор-, бром-, йод- и т. Д., В зависимости от галогена. Множественные группы представляют собой дихлор-, трихлор- и т. д., а несходные группы располагаются в алфавитном порядке, как и раньше. Например, CHCl 3 ( хлороформ ) – это трихлорметан. Анестетик галотан ( CF 3 CHBrCl ) представляет собой 2-бром-2-хлор-1,1,1-трифторэтан.
Спирты ( R-OH ) имеют суффикс « -ол » с числовым суффиксом, указывающим положение связи: CH 3 CH 2 CH 2 OH представляет собой пропан-1-ол. Суффиксы -диол , -триол , -тетраол и т. д. используются для обозначения нескольких групп -OH : Этиленгликоль CH 2 OHCH 2 OH представляет собой этан-1,2-диол.
Если присутствуют функциональные группы с более высоким приоритетом (см. порядок старшинства ниже), в положении связи используется префикс «гидрокси»: CH 3 CHOHCOOH представляет собой 2-гидроксипропановую кислоту.
Эфиры ( R-O-R ) состоят из атома кислорода между двумя присоединенными углеродными цепями. Более короткая из двух цепей становится первой частью названия с суффиксом -ан, замененным на -окси, а более длинная алкановая цепь становится суффиксом названия эфира. Таким образом, CH 3 OCH 3 представляет собой метоксиметан, а CH 3 OCH 2 CH 3 представляет собой метоксиэтан ( не этоксиметан). Если кислород не присоединен к концу основной алкановой цепи, то вся более короткая алкил-плюс-эфирная группа рассматривается как боковая цепь и имеет префикс своего положения связи на основной цепи. Таким образом, CH 3 OCH(CH 3 ) 2 представляет собой 2-метоксипропан.
Альтернативно, эфирную цепь можно назвать алканом, в котором один углерод заменен кислородом, причем замена обозначается префиксом «окса». Например, CH 3 OCH 2 CH 3 также можно было бы назвать 2-оксабутаном, а эпоксид можно было бы назвать оксациклопропаном. Этот метод особенно полезен, когда обе группы, присоединенные к атому кислорода, являются сложными. [4]
Альдегиды ( R-CH=O ) имеют суффикс « -al ». Если присутствуют другие функциональные группы, цепь нумеруется так, чтобы углерод альдегида находился в положении «1», если только не присутствуют функциональные группы с более высоким приоритетом.
Если требуется форма префикса, используется «оксо-» (как для кетонов), причем номер позиции указывает на конец цепи: CHOCH 2 COOH представляет собой 3-оксопропановую кислоту. Если углерод карбонильной группы не может включиться в присоединенную цепь (например, в случае циклических альдегидов ), используется приставка «формил-» или суффикс «-карбальдегид»: C 6 H 11 CHO — циклогексанкарбальдегид. Если альдегид присоединен к бензолу и является основной функциональной группой, суффикс становится бензальдегидом.
Обычно кетоны ( R 2 C=O ) имеют суффикс « -one » (произносится как «собственный» , а не «выигранный ») с суффиксом номера позиции: CH 3 CH 2 CH 2 COCH 3 представляет собой пентан-2-он. Если используется суффикс более высокого приоритета, используется префикс «оксо-»: CH 3 CH 2 CH 2 COCH 2 CHO представляет собой 3-оксогексаналь.
В общем, карбоновые кислоты ( R-C(=O)OH ) называются с суффиксом -овая кислота (этимологически обратное образование бензойной кислоты ). Как и в случае с альдегидами, карбоксильная функциональная группа должна занимать положение «1» в основной цепи, поэтому указание локанта не требуется. Например, CH 3 -CH(OH)-COOH ( молочная кислота ) называется 2-гидроксипропановой кислотой без указания цифры "1". Некоторые традиционные названия обычных карбоновых кислот (например, уксусная кислота ) настолько широко используются, что сохраняются в номенклатуре ИЮПАК [5] , хотя также используются систематические названия, такие как этановая кислота. Карбоновые кислоты, присоединенные к бензольному кольцу, являются структурными аналогами бензойной кислоты ( Ph -COOH ) и называются одним из ее производных.
Если в одной и той же родительской цепи имеется несколько карбоксильных групп, используются умножающие префиксы: Малоновая кислота , CH 2 (COOH) 2 , систематически называется пропандиовой кислотой. В качестве альтернативы вместо слова «овая кислота» можно использовать суффикс «-карбоновая кислота», при необходимости в сочетании с умножающимся префиксом - например, меллитовая кислота представляет собой бензолгексакарбоновую кислоту. В последнем случае атомы углерода в карбоксильных группах не считаются частью основной цепи, правило, которое также применимо к форме префикса «карбокси-». Примером служит лимонная кислота : формально она называется 2-гидроксипропан-1,2,3-трикарбоновой кислотой , а не 3-карбокси-3-гидроксипентандиовой кислотой .
Соли карбоновых кислот названы в соответствии с обычными обозначениями катион -то- анион , используемыми для ионных соединений как в ИЮПАК, так и в общей номенклатурной системе. Название карбоксилат-аниона ( R-C(=O)O - ) происходит от названия исходной кислоты путем замены окончания «-овая кислота» на «-оват» или «карбоксилат». Например, C 6 H 5 CO 2 Na , натриевая соль бензойной кислоты ( C 6 H 5 COOH ), называется бензоатом натрия. Если кислота имеет как систематическое, так и общее название (например, CH 3 COOH , которая известна одновременно как уксусная кислота и этановая кислота), ее соли могут быть названы по любому родительскому названию. Таким образом, CH 3 CO 2 K можно назвать ацетатом калия или этаноатом калия. Форма префикса - «карбоксилато-».
Сложные эфиры ( R-C(=O)O-R' ) называются алкилпроизводными карбоновых кислот. Алкильная группа (R') названа первой. Часть R-C(=O)O затем называется отдельным словом на основе названия карбоновой кислоты, при этом окончание меняется с «-овая кислота» на «-оват» или «-карбоксилат». Например, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 COOCH 3 представляет собой метилпентаноат и (CH 3 ) 2 CHCH 2 CH 2 COOCH 2 CH 3 представляет собой этил 4-метилпентаноат. Для сложных эфиров, таких как этилацетат ( CH 3 COOCH 2 CH 3 ), этилформиат ( HCOOCH 2 CH 3 ) или диметилфталат, основанных на обычных кислотах, IUPAC рекомендует использовать эти устоявшиеся названия, называемые сохраненными названиями. «-oate» меняется на «-ate». Несколько простых примеров, названных обоими способами, показаны на рисунке выше.
Если алкильная группа не присоединена к концу цепи, положение связи с сложноэфирной группой добавляется перед «-илом»: CH 3 CH 2 CH(CH 3 )OOCCH 2 CH 3 может называться бутан-2-ил. пропаноат или бутан-2-илпропионат. [ нужна цитата ] . Форма префикса - «оксикабонил-» с предшествующей группой (R').
Ацильные группы называются путем отделения «-ic кислоты» от соответствующей карбоновой кислоты и замены ее на «-ил». Например, CH 3 CO-R называется этаноил-R.
Просто добавьте название присоединенного галогенида к концу ацильной группы. Например, CH 3 COCl – это этаноилхлорид. Альтернативный суффикс - «-карбонилгалогенид», а не «-оилгалогенид». Форма префикса - «галогенкарбонил-».
Ангидриды кислот ( R-C(=O)-O-C(=O)-R ) имеют две ацильные группы, связанные атомом кислорода. Если обе ацильные группы одинаковы, то название карбоновой кислоты со словом кислота заменяется словом ангидрид и название ИЮПАК состоит из двух слов. Если ацильные группы разные, то они называются в алфавитном порядке одинаково, при этом ангидрид заменяет кислоту , а название по ИЮПАК состоит из трех слов. Например, CH 3 CO-O-OCCH 3 называется этановым ангидридом , а CH 3 CO-O-OCCH 2 CH 3 называется этаново-пропановым ангидридом .
Амины ( R-NH 2 ) названы в честь присоединенной алкановой цепи с суффиксом «-амин» (например, CH 3 NH 2 метанамин). При необходимости к месту связи добавляют суффикс: CH 3 CH 2 CH 2 NH 2 пропан-1-амин, CH 3 CHNH 2 CH 3 пропан-2-амин. Форма префикса — «амино-».
Для вторичных аминов (формы R-NH-R ) самая длинная углеродная цепь, присоединенная к атому азота, становится первичным названием амина; другая цепь имеет префикс алкильной группы с префиксом местоположения, указанным курсивом N : CH 3 NHCH 2 CH 3 представляет собой N -метилэтанамин. С третичными аминами ( R-NR-R ) обращаются аналогично: CH 3 CH 2 N(CH 3 )CH 2 CH 2 CH 3 представляет собой N -этил- N -метилпропанамин. Опять же, группы заместителей расположены в алфавитном порядке.
Амиды ( R-C(=O)NH 2 ) получают суффикс «-амид» или «-карбоксамид», если углерод в амидной группе не может быть включен в основную цепь. Форма префикса - «карбамоил-». например, HCONH 2 метанамид, CH 3 CONH 2 этанамид.
Амиды, имеющие дополнительные заместители у азота, рассматриваются аналогично аминам: они располагаются в алфавитном порядке с префиксом местоположения N : HCON(CH 3 ) 2 представляет собой N , N -диметилметанамид, CH 3 CON(CH 3 ) 2 представляет собой N. , N -диметилэтанамид.
Нитрилы ( RC≡N ) называются путем добавления суффикса «-нитрил» к самой длинной углеводородной цепи (включая углерод цианогруппы). Его также можно назвать, заменив «-овую кислоту» соответствующих карбоновых кислот на «-карбонитрил». Форма префикса — «циано-». Номенклатура функционального класса IUPAC также может использоваться в форме алкилцианидов. Например, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 C≡N называется пентаннитрилом или бутилцианидом.
Циклоалканы и ароматические соединения можно рассматривать как основную родительскую цепь соединения, и в этом случае положения заместителей пронумерованы вокруг кольцевой структуры. Например, три изомера ксилола CH 3 C 6 H 4 CH 3 , обычно в орто- , мета- и параформах , представляют собой 1,2-диметилбензол, 1,3-диметилбензол и 1,4-диметилбензол. Циклические структуры также можно рассматривать как сами функциональные группы, и в этом случае они имеют префикс «циклоалкил- » (например, «циклогексил-») или для бензола «фенил-».
Схема номенклатуры ИЮПАК быстро становится более сложной для более сложных циклических структур, с обозначениями соединений, содержащих соединенные кольца, а многие общие названия, такие как фенол, принимаются в качестве основных названий для соединений, полученных из них.
Когда соединения содержат более одной функциональной группы, порядок старшинства определяет, какие группы называются префиксными или суффиксальными формами. В таблице ниже показаны общие группы в порядке убывания приоритета. Группа с наивысшим приоритетом принимает суффикс, а все остальные принимают форму префикса. Однако двойные и тройные связи принимают только суффиксальную форму (-en и -yn) и используются с другими суффиксами.
Заместители с префиксами расположены в алфавитном порядке (исключая любые модификаторы, такие как ди-, три- и т. д.), например хлорфторметан, а не фторхлорметан. Если имеется несколько функциональных групп одного типа, с префиксом или суффиксом, номера позиций располагаются в цифровом порядке (таким образом, этан-1,2-диол, а не этан-2,1-диол). Индикатор положения N для аминов и амидов. стоит перед цифрой «1», например, CH 3 CH(CH 3 )CH 2 NH(CH 3 ) представляет собой N ,2-диметилпропанамин.
* Примечание . Эти суффиксы, в которых атом углерода считается частью предыдущей цепи, используются наиболее часто. Дополнительные сведения см. в статьях по отдельным функциональным группам.
Порядок остальных функциональных групп необходим только для замещенного бензола и поэтому здесь не упоминается. [ нужны разъяснения ]
В общей номенклатуре для некоторых органических соединений используются старые названия вместо префиксов углеродного скелета, указанных выше. Узор можно увидеть ниже.
Общие названия кетонов можно получить, назвав две алкильные или арильные группы, связанные с карбонильной группой, отдельными словами, за которыми следует слово «кетон» .
Первые три из показанных выше названий по-прежнему считаются приемлемыми именами IUPAC.
Общее название альдегида происходит от общего названия соответствующей карбоновой кислоты путем исключения слова « кислота» и изменения суффикса с -ic или -oic на -альдегид.
Номенклатура ИЮПАК также содержит правила для обозначения ионов .
Гидрон – это общий термин для катиона водорода; протоны, дейтроны и тритоны — все это гидроны. Однако гидроны не встречаются в более тяжелых изотопах.
Простые катионы, образующиеся при присоединении гидрона к гидриду галогена, халькогена или пниктогена , называются путем добавления суффикса «-ониум» к корню элемента: H 4 N + — аммоний, H 3 O + — оксоний, H2F+ — фтороний. . Вместо нитрония, который обычно относится к NO , был принят аммоний.+2.
Если катионный центр гидрида не является галогеном, халькогеном или пниктогеном, то к названию нейтрального гидрида добавляется суффикс «-ий» после опускания конечной буквы «е». H 5 C + — метан, HO−(O + )H 2 — диоксидан (HO-OH — диоксидан), H 2 N — (N + )H 3 — диазаний ( H 2 N−NH 2 — диазан).
Вышеуказанные катионы, за исключением метана, строго говоря, не являются органическими, так как не содержат углерода. Однако многие органические катионы получаются путем замены водорода другим элементом или какой-либо функциональной группой.
Название каждого замещения предшествует названию гидрид-катиона. Если происходит множество замен по одной и той же функциональной группе, то количество указывается с помощью префикса «ди-», «три-», как при галогенировании. (CH 3 ) 3 O + представляет собой триметилоксоний. CH 3 F 3 N + представляет собой трифторметиламмоний.
{{cite book}}
: CS1 maint: others (link)