有机化学-分子命名课件.ppt
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- 有机化学 分子 命名 课件
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1、(二)有机化合物的命名(二)有机化合物的命名有机化合物种类繁多,数目庞大,即使同一分子式,也有不同的异有机化合物种类繁多,数目庞大,即使同一分子式,也有不同的异构体,若没有一个完整的命名(构体,若没有一个完整的命名(nomenclature)方法来区分各个化)方法来区分各个化合物,在文献中会造成极大的混乱,因此认真学习每一类化合物的合物,在文献中会造成极大的混乱,因此认真学习每一类化合物的命名是有机化学的一项重要内容。现在书籍、期刊中经常使用普通命名是有机化学的一项重要内容。现在书籍、期刊中经常使用普通命名法和国际纯粹与应用化学联合会(命名法和国际纯粹与应用化学联合会(Internationa
2、l Union of Pure and Applied Chemistry)命名法)命名法,后者简称后者简称IUPAC命名法。命名法。目目 录录 一、链烷烃的命名一、链烷烃的命名 二、环烷烃的命名二、环烷烃的命名 三、烯烃和炔烃的命名三、烯烃和炔烃的命名 四、芳香烃的命名四、芳香烃的命名 五、烃衍生物的系统命名五、烃衍生物的系统命名 六、烃衍生物的普通命名六、烃衍生物的普通命名 七、有机金属化合物的命名七、有机金属化合物的命名 八、杂环化合物的命名八、杂环化合物的命名 九、糖的命名九、糖的命名 十、氨基酸和多肽的命名十、氨基酸和多肽的命名一、链烷烃的命名一、链烷烃的命名 1 系统命名法系统命名
3、法 (1)直链链烷烃的命名)直链链烷烃的命名 (2)支链链烷烃的命名)支链链烷烃的命名 (i)碳原子的级碳原子的级 (ii)烷基的名称烷基的名称 (iii)顺序规则顺序规则 (iv)名称的基本格式名称的基本格式 (v)命名原则和命名步骤命名原则和命名步骤2普通命名法普通命名法3 衍生物命名法衍生物命名法4 俗名俗名1.系统命名法系统命名法(1)直链烷烃的命名)直链烷烃的命名直链烷烃(直链烷烃(nalkanes)的名称用)的名称用“碳原子数碳原子数+烷烷”来表示。当碳原子数为来表示。当碳原子数为110时,依次用天干时,依次用天干甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛
4、、壬、癸表示表示。碳原子数超过。碳原子数超过10时,用数字表示。例如:六个碳的直链烷称为己烷。十四个时,用数字表示。例如:六个碳的直链烷称为己烷。十四个碳的直链烷烃称为十四烷。烷烃的英文名称是碳的直链烷烃称为十四烷。烷烃的英文名称是alkane,词尾用,词尾用ane。表。表1列出了列出了一些正烷烃的中英文名称:一些正烷烃的中英文名称:表表 1 正烷烃的名称正烷烃的名称 构构 造造 式式 中中 文文 名名 英英 文文 名名 CH4 甲甲 烷烷 methane CH3CH3 乙乙 烷烷 ethane CH3CH2CH3 丙丙 烷烷 propane CH3(CH2)2CH3 (正)(正)丁丁 烷烷
5、n-butane CH3(CH2)3CH3 (正)(正)戊戊 烷烷 n-pentane CH3(CH2)4CH3 (正)(正)己己 烷烷 n-hexane CH3(CH2)5CH3 (正)(正)庚庚 烷烷 n-heptane CH3(CH2)6CH3 (正)(正)辛辛 烷烷 n-octane CH3(CH2)7CH3 (正)(正)壬壬 烷烷 n-nonane CH3(CH2)8CH3 (正)(正)癸癸 烷烷 n-decane CH3(CH2)9CH3 (正)(正)十一烷十一烷 n-undecane CH3(CH2)10CH3 (正)(正)十二烷十二烷 n-dodecane CH3(CH2)11
6、CH3 (正)(正)十三烷十三烷 n-tridecane CH3(CH2)12CH3 (正)(正)十四烷十四烷 n-tetradecane CH3(CH2)13CH3 (正)(正)十五烷十五烷 n-pentadecane CH3(CH2)14CH3 (正)(正)十六烷十六烷 n-hexadecane CH3(CH2)15CH3 (正)(正)十七烷十七烷 n-heptadecane(2)支链烷烃的命名)支链烷烃的命名有分支的烷烃称为支链烷烃(有分支的烷烃称为支链烷烃(branchedchain alkanes)。)。(i)碳原子的级)碳原子的级 下面化合物中含有四种不同碳原子:下面化合物中含有四
7、种不同碳原子:CH3CCH3CH3CCH3HCHHCH3(i)(i)(i)(i)(i)(ii)(iii)(iv)与一个碳相连的碳原子是一级碳原子,用与一个碳相连的碳原子是一级碳原子,用1C表示(或称伯碳,表示(或称伯碳,primary carbon),),1C上的氢称为一级氢,用上的氢称为一级氢,用1H表示。表示。与两个碳相连的碳原子是二级碳原子,用与两个碳相连的碳原子是二级碳原子,用2C表示(或称仲碳,表示(或称仲碳,secondary carbon),),2C上的氢称为二级氢,用上的氢称为二级氢,用2H表示。表示。与三个碳相连的碳原子是三级碳原子,用与三个碳相连的碳原子是三级碳原子,用3C
8、表示(或称叔碳,表示(或称叔碳,tertiary carbon),),3C上的氢称为三级氢,用上的氢称为三级氢,用3H表示。表示。与四个碳相连的碳原子是四级碳原子,用与四个碳相连的碳原子是四级碳原子,用4C表示(或称季碳,表示(或称季碳,quaternary carbon)(ii)烷基的名称)烷基的名称 烷烃去掉一个氢原子后剩下的部分称为烷基。英文名称为烷烃去掉一个氢原子后剩下的部分称为烷基。英文名称为alkyl,即将,即将烷烃的词尾烷烃的词尾ane改为改为yl。烷基可以用普通命名法命名,也可以用系统命名。烷基可以用普通命名法命名,也可以用系统命名法命名。表法命名。表2列出了一些常见烷基的名称
9、。列出了一些常见烷基的名称。CH3CH3CH2CH3CH2CH2CH3CHCH312甲基(甲基(methyl,缩写缩写Me)乙基乙基(ethyl,缩写,缩写Et)乙基(乙基(ethyl,缩写缩写Et)(正)丙基(正)丙基(npropyl,缩写,缩写nPr)丙基(丙基(propyl,缩写缩写Pr)异丙基异丙基(isopropyl,缩写,缩写iPr)1甲基乙基甲基乙基(1methylethyl)甲烷甲烷 CH4乙烷乙烷 CH3CH3丙烷丙烷 CH3CH2CH3甲基甲基(methyl,缩写,缩写Me)烷烃烷烃相应的烷基相应的烷基普通命名法普通命名法IUPAC命名法命名法中文名称中文名称(英文名称)(
10、英文名称)中文名称中文名称(英文名称)(英文名称)甲烷、乙烷分子中只有一种氢,只能产生一种甲基和一种乙基。丙烷甲烷、乙烷分子中只有一种氢,只能产生一种甲基和一种乙基。丙烷分子中有两种不同的氢,可以产生两种丙基。分子中有两种不同的氢,可以产生两种丙基。表表2 一些常见烷基的名称一些常见烷基的名称 CH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3123CH3CHCH3CH3CH3CHCH2CH3123CH3CCH3CH312(正)丁烷(正)丁烷CH3(CH2)2CH3(正)丁基(正)丁基(nbutyl,缩写,缩写nBu)丁基丁基(butyl,缩写,缩写Bu)二级丁基或仲丁基二级丁基或仲丁基(secb
11、utyl,缩写,缩写sBu)1甲(基)丙基甲(基)丙基(1methylpropyl)异丁烷异丁烷异丁基异丁基(isobutyl,缩写,缩写iBu)2甲基丙基甲基丙基(2methylpropyl)三级丁基或叔丁基三级丁基或叔丁基(tertbutyl,缩写,缩写tBu)1,1二甲基乙基二甲基乙基(1,1dimethylethyl)丁烷有两种异构体,每种异构体分子中都有两种不同的氢原子,丁烷有两种异构体,每种异构体分子中都有两种不同的氢原子,所以能产生四种丁基。所以能产生四种丁基。续续 表表2CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH2CH2CHCH312343CH3CH2CHCH2CH312(正)戊
12、烷正)戊烷CH3(CH2)3CH3(正)戊基(正)戊基(npentyl或或 namyl)戊基(戊基(npentyl)1甲基丁基甲基丁基(1methylbutyl)1乙基丙基乙基丙基(1ethylpropyl)戊烷有三种异构体,一共可产生八种戊基。戊烷有三种异构体,一共可产生八种戊基。续续 表表2CH3CHCH2CH3CH3CH3CHCH2CH2CH31234CH3CHCHCH3CH3123 CH3CCH2CH3CH31 231234CH2CHCH2CH3CH3异戊烷异戊烷异戊基(异戊基(isopentyl)3甲基丁基甲基丁基(3methylbutyl)1,2二甲基丙基二甲基丙基(1,2dime
13、thylpropyl)三级戊基或叔戊基三级戊基或叔戊基(tertpentyl)1,1二甲基丙基二甲基丙基(1,1dimethylpropyl)2甲基丁基甲基丁基(2methybutyl)续续 表表2CH3CCH3CH3CH3CH3CCH2CH3CH3新戊烷新戊烷新戊基(新戊基(neopentyl)2,2二甲基丙基二甲基丙基(2,2dimethylpropyl)*1 括号中的正字可以省略;括号中的正字可以省略;*2 在英文命名时,正用在英文命名时,正用n,异用,异用iso或或i,新用,新用neo,二级用词头,二级用词头sec(或(或s),),三级用词头三级用词头tert(或(或t)表示,后面有一
14、短横线。)表示,后面有一短横线。续续 表表2 命名时,用什么方法来区分碳原子数相同但结构不同的烷基?普通命名命名时,用什么方法来区分碳原子数相同但结构不同的烷基?普通命名法通过词头来区分它们。词头正(法通过词头来区分它们。词头正(n)表示该烷基是一条直链。异()表示该烷基是一条直链。异(iso)表)表示链的端基有示链的端基有(CH3)2CH 结构,而链的其它部位无支链。新表示链的端基有结构,而链的其它部位无支链。新表示链的端基有(CH3)3CCH2 的结构,而链的其它部位无支链。此外还可以用二级、三级等的结构,而链的其它部位无支链。此外还可以用二级、三级等词头来表明失去氢原子的碳为二级碳和三级
15、碳。显然烷基的普通命名只适用词头来表明失去氢原子的碳为二级碳和三级碳。显然烷基的普通命名只适用于简单的烷基。于简单的烷基。烷基的系统命名法适用于各种情况,它的命名方法是:将失去烷基的系统命名法适用于各种情况,它的命名方法是:将失去氢原子的碳定位为氢原子的碳定位为1,从它出发,选一个最长的链为烷基的主链,从,从它出发,选一个最长的链为烷基的主链,从1位碳开始,依次编号,不在主链上的基团均作为主链的取代基处理。位碳开始,依次编号,不在主链上的基团均作为主链的取代基处理。写名称时,将主链上的取代基的编号和名称写在主链名称前面。例写名称时,将主链上的取代基的编号和名称写在主链名称前面。例如:下面的烷基
16、从如:下面的烷基从1号碳出发,有三个编号的方向,选碳原子数最多号碳出发,有三个编号的方向,选碳原子数最多的方向编号,该碳链为烷基的主链,称为丁基(的方向编号,该碳链为烷基的主链,称为丁基(butyl),在该主链),在该主链的的1位碳上有两个取代基:甲基、乙基。所以该烷基的名称为位碳上有两个取代基:甲基、乙基。所以该烷基的名称为1甲基甲基1乙基丁基。乙基丁基。CH3CH2CH2CCH2CH31234CH3(iii)顺序规则)顺序规则 有机化合物中的各种基团可以按一定的规则来排列先后次序,这个规则称有机化合物中的各种基团可以按一定的规则来排列先后次序,这个规则称为顺序规则(为顺序规则(cahnln
17、goldprelog sequence),其主要内容如下:),其主要内容如下:将单原子取代基按原子序数(将单原子取代基按原子序数(atomic number)大小排列,原子序数大的顺)大小排列,原子序数大的顺序在前,原子序数小的顺序在后,有机化合物中常见的元素顺序如下:序在前,原子序数小的顺序在后,有机化合物中常见的元素顺序如下:IBrClSPFONCDH在同位素(在同位素(isotope)中质量高的顺序在前。)中质量高的顺序在前。如果两个多原子基团的第一个原子相同,则比较与它相连的其它原子,比较如果两个多原子基团的第一个原子相同,则比较与它相连的其它原子,比较时按原子序数排列,先比较最大的,
18、仍相同,再顺序比较居中的、最小的。如时按原子序数排列,先比较最大的,仍相同,再顺序比较居中的、最小的。如CH2Cl与与CHF2,第一个均为碳原子,第一个均为碳原子,再按顺序比较与碳相连的其它原子再按顺序比较与碳相连的其它原子,在在CH2Cl中为中为C(Cl,H,H),在,在CHF2中为中为C(F,F,H),Cl比比F在前,故在前,故CH2Cl在前。如果有些基团仍相同,则沿取代链逐次相比。在前。如果有些基团仍相同,则沿取代链逐次相比。含有双键或叁键的基团,可认为连有两个或三个相同的原子,例如下列含有双键或叁键的基团,可认为连有两个或三个相同的原子,例如下列基团排列顺序为:基团排列顺序为:C(CH
19、3)3CCHCHCH2CH(CH3)2CH2CH3CH3C(C)(C)C(C)(C)HCCH3CH3CH3C(C)HC(C)HHCCH3HCH3CHHCH3CHHHCHCCH(C)(C)COHCH(O)O(C)此外如苯基、醛基、氰基等的排序如下:此外如苯基、醛基、氰基等的排序如下:CNC(N)(N)N(C)(C)若参与比较顺序的原子的键不到若参与比较顺序的原子的键不到4个,则可以补充适量的原子序数为零的个,则可以补充适量的原子序数为零的假想原子,假想原子的排序放在最后。例如:假想原子,假想原子的排序放在最后。例如:CH3CH2NHCH3中,中,N上只有上只有三个基团,则它的第四个基团为一个原子
20、序数为三个基团,则它的第四个基团为一个原子序数为0的假想原子,四个基团的的假想原子,四个基团的排序为:排序为:CH3CH2CH3H假想原子。假想原子。(iv)名称的基本格式)名称的基本格式 有机化合物系统命名的基本格式如下所示:有机化合物系统命名的基本格式如下所示:构型 +取代基 +母体R,S;D,L;Z,E;顺 反取代基位置号+个数+名称(有多个取代基时,中文按顺序规则确定次序,小的在前;英文按英文字母顺序排列)官能团位置号+名称(没有官能团时不涉及位置号)例如:下面化合物的系统名称:例如:下面化合物的系统名称:CH3CH2CCHCH3HCH3CH2CH3(3R,4S)3,4 二二 甲甲基基
21、 己己烷烷构构型型取取代代基基位位置置号号取取代代基基 个个数数取取代代基基 名名称称母母体体名名称称(v)命名原则和命名步骤)命名原则和命名步骤 命名时,首先要确定主链。命名烷烃时,确定主链的原则是:首先考虑命名时,首先要确定主链。命名烷烃时,确定主链的原则是:首先考虑链的长短,长的优先。若有两条或多条等长的最长链时,则根据侧链的数目链的长短,长的优先。若有两条或多条等长的最长链时,则根据侧链的数目来确定主链,多的优先。若仍无法分出哪条链为主链,则依次考虑下面的原来确定主链,多的优先。若仍无法分出哪条链为主链,则依次考虑下面的原则,侧链位次小的优先,各侧链碳原子数多的优先,侧分支少的优先。主
22、链则,侧链位次小的优先,各侧链碳原子数多的优先,侧分支少的优先。主链确定后,要根据最低系列原则(确定后,要根据最低系列原则(lowest series principle)对主链进行编号。)对主链进行编号。最低系列原则的内容是:使取代基的号码尽可能小,若有多个取代基,逐个最低系列原则的内容是:使取代基的号码尽可能小,若有多个取代基,逐个比较,直至比出高低为止。最后,根据有机化合物名称的基本格式写出全名比较,直至比出高低为止。最后,根据有机化合物名称的基本格式写出全名。选六碳链为主链。主链有两种编号方向,第一行编号,取代基的位号为选六碳链为主链。主链有两种编号方向,第一行编号,取代基的位号为2,
23、4,5,第二行编号,取代基的位号为,第二行编号,取代基的位号为2,3,5(位号用阿拉伯数字(位号用阿拉伯数字1,2,3表示)表示)。根据最低系列原则根据最低系列原则,用第二行编号用第二行编号。该化合物的中文名称为该化合物的中文名称为2,3,5三甲基己烷。英文名称为三甲基己烷。英文名称为2,3,5trimethylhexane。在名称中,。在名称中,2,3,5分别为三分别为三个甲基的位号。个甲基的位号。“三三”是甲基的数目。(在中文名称中,取代基个数用中文数是甲基的数目。(在中文名称中,取代基个数用中文数字一、二、三字一、二、三来表示。在英文名称中,一、二、三、四、五、六数字相应来表示。在英文名
24、称中,一、二、三、四、五、六数字相应用词头用词头mono、di、tri、tetra、penta、hexa表示。)表示。)CH3CHCH2CHCHCH3CH3CH3H3C6 5 4 3 2 1 2,3,5*1 2 3 4 5 6 2,4,5实例一:实例一:本化合物有两根本化合物有两根8碳的最长链,因此通过比较侧链数来确定主链。横向长链有碳的最长链,因此通过比较侧链数来确定主链。横向长链有四个侧链,弯曲的长链只有二个侧链,多的优先,所以选横向长链为主链。主链有四个侧链,弯曲的长链只有二个侧链,多的优先,所以选横向长链为主链。主链有两种编号方向,第一行取代基的位号是两种编号方向,第一行取代基的位号是
25、4,5,6,7,第二行取代基的位号是,第二行取代基的位号是2,3,4,5,根据最低系列原则,选第二行编号。该化合物的中文名称是,根据最低系列原则,选第二行编号。该化合物的中文名称是2,3,5三甲基三甲基4丙基辛烷。英文名称是丙基辛烷。英文名称是2,3,5trimethyl4npropyloctane。注意本化合物中。注意本化合物中有两种取代基。当一个化合物中有两种或两种以上的取代基时,中文按顺序规则确有两种取代基。当一个化合物中有两种或两种以上的取代基时,中文按顺序规则确定次序,顺序规则中小的基团放在前面。所以甲基放在丙基的前面。英文命名按英定次序,顺序规则中小的基团放在前面。所以甲基放在丙基
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