Как составить номенклатуру химия

Номенклатура органических веществ – это система правил, которые позволяют дать уникальное название каждому химическому соединению.

Перед изучением номенклатуры органических веществ обязательно рекомендую познакомиться с темой Классификация органических соединений.

Номенклатура органических соединений
Тривиальная Систематическая Рациональная

Систематическая номенклатура ИЮПАК

В настоящее время используется номенклатура ИЮПАК (IUPAC) — Международный союз теоретической и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Основа названия органических соединений в зависимости от числа атомов углерода:

Количество атомов С в цепи 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Корень Мет- Эт- Проп- Бут- Пент- Гекс- Гепт- Окт- Нон-

Наличие двойных или тройных связей в молекулах органических соединений обозначают, добавляя в конце слова суффикс -ен или -ин:

Тип связей Одинарная связь (С–С) Двойная связь (С=С) Тройная связь (СΞС)
Суффикс -ан -ен -ин

Наличие функциональных групп в органической молекуле обозначают добавлением в название приставки или суффикса:

Функциональная группа Приставка Суффикс
–СООН -карбокси
–СООН — овая кислота
–SO3H Сульфо- -сульфокислота
–(С)Н=O Оксо- -аль
–ОН Гидрокси- -ол
–SН Мерканто- -тиол
–NH2 Амино- -амин
–NО2 Нитро-
–OR Алкокси-
–F, –Cl, –Br, –I, –Hal Фтор-, хлор-, бром-, йод- (галоген-)

Для обозначения числа кратных связей и числа функциональных групп используют следующие числительные:

Количество кратных связей и функциональных групп 2 3 4 5 6 7 8
Числительное Ди Три Тетра Пента Гекса Гепта Окта

Название углеводородных радикалов:

Название Углеводородный радикал
Метил- –CH3
Этил- –CH2CH3
Пропил- –CH2CH2CH3
Изопропил- –CH(CH3)CH3
Бутил- – CH2CH2CH2CH3
Изобутил- – CH2CH(CH3)CH3
Втор-бутил – CH(CH3)CH2CH3
Трет-бутил – C(CH3)3

Правила составления названий алканов

1. Выбирают главную углеродную цепь

Главная цепь — это самая длинная и самая разветвленная непрерывная последовательность углеродных атомов. При этом неважно, как нарисованы на схеме углеродные атомы (вверх, вниз, влево, вправо). При этом углеводородные радикалы, которые не входят в главную цепь,  являются в ней заместителями. Главная цепь должна быть самой длинной.

Например, в молекуле на рисунке главной является цепь, отмеченная на рисунке а

2. Главная цепь должна быть самой разветвленной.

Например, в молекуле, изображенной на рисунках а и б, выделены цепи с одинаковым числом атомов углерода. Но главной будет цепь, изображенная на рисунке а, т.к. от нее отходит 2 заместителя, а от главной цепи на рисунке б – один:

3. Нумеруют атомы углерода в главной цепи.

Нумерацию следует начинать с более близкого к старшей группе конца цепи.

При наличии двух и более заместителей цепь стараются пронумеровать так, чтобы заместителям принадлежали минимальные номера.

Например, правильная нумерация  в главной углеродной цепи

Тривиальная  номенклатура

Тривиальная номенклатура сложилась исторически по мере зарождения и развития исторической химии, до появления единой системы наименования органических веществ.

Многие тривиальные названия используются и сейчас. В таблице ниже приведены тривиальные названия основных органических веществ, а также их названия по систематической номенклатуре.

Название по тривиальной номенклатуре Название по систематической номенклатуре Формула вещества

Углеводороды и галогенпроизводные

Изобутан 2-метилпропан CH3-CH(CH3)-CH3
Этилен Этен
Пропилен Пропен CH2=CH-CH3
Дивинил Бутадиен-1,3 CH2=CH-CH=CH2
Изопрен 2-Метилбутадиен-1,3 CH2=C(СH3)-CH=CH2
Винилацетилен Бутен-1-ин-3 CH≡C-CH=CH2
Толуол Метилбензол
Кумол Изопропилбензол
орто-Ксилол,

мета-ксилол,

пара-ксилол

1,2-Диметилбензол,

1,3-Диметилбензол,

1,4-Диметилбензол

Стирол Винилбензол
Хлороформ Трихлорметан СHCl3
Хлоропрен 2-хлорбутадиен-1,3 CH2=C(Cl)-CH=CH2
Название по тривиальной номенклатуре Название по систематической номенклатуре Формула вещества

Кислородсодержащие и азотсодержащие вещества

Бензиловый спирт Фенилметанол
Этиленгликоль Этандиол-1,2 CH2OH-CH2OH
Глицерин Пропантриол-1,2,3 CH2OH-CHOH-CH2OH
орто-Крезол,

мета-крезол,

пара-крезол

2-Метилфенол,

3-метилфенол,

4-метилфенол

 

Формальдегид Метаналь CH2=O
Ацетальдегид Этаналь CH3-CH=O
Анилин Фениламин
Название по тривиальной номенклатуре Название по систематической номенклатуре Формула вещества

Карбоновые кислоты

Муравьиная кислота Метановая кислота HCOOH
Уксусная кислота Этановая кислота CH3COOH
Пропионовая кислота Пропановая кислота CH3CH2COOH
Масляная кислота Бутановая кислота   CH3CH2CH2COOH
Щавелевая кислота Этандиовая кислота HOOC-COOH
Бензойная кислота Фенилмуравьиная кислота C6H5COOH

С развитием химической науки и появлением большого числа новых химических соединений все более возрастала необходимость в разработке и принятии понятной ученым всего мира системы их наименования, т.е. номенклатуры. Далее приведем обзор oсновных номенклатур органических соединений.

Тривиальная номенклатура

В истоках развития oрганической химии новым сoединениям приписывали тривиальные названия, т.е. названия сложившиеся исторически и нередко связанные со способом их получения, внешним видом и даже вкусом и т.п. Такая номенклатура органических соединений называется тривиальной. В таблице ниже приведены некоторые из соединений, сохранивших свои названия и в нынешние дни.

Тривиальные названия органических соединенийтривиальная номенклатура

тривиальные названия кислот

Рациональная номенклатура

С расширением списка органических соединений, возникла необходимость связывать их название со строением. Базой рациональной номенклатуры органических соединений является наименование простейшего органического соединения. Например:

рациональная номенклатура1

Однако, более сложным органическим соединениям невозможно приписать названия подобным способом. В этом случае следует называть соединения согласно правилам систематической номенклатуры ИЮПАК.

Систематическая номенклатура ИЮПАК

ИЮПАК (IUPAC) — Международный союз теоретической и прикладной химии (International Union of Pure and Applied Chemistry).

В данном случае, называя соединения,  следует учитывать местоположение атомов углерода в молекуле и структурных элементов. Наиболее часто применяемой является заместительная номенклатура органических соединений, т.е. выделяется базовая основа молекулы, в которой атомы водорода замещены на какие-либо структурные звенья или атомы.

Прежде чем приступить к построению названий соединений, советуем выучить наименования числовых приставок, корней и суффиксов используемых в номенклатуре ИЮПАК.

числовые приставки

А также названия функциональных групп:старшинство функциональных групп

Для обозначения числа кратных связей и функциональных групп пользуются числительными:

числительные

Далее приведены наименования радикалов:

Предельные углеводородные радикалы:

предельные радикалы

Непредельные углеводородные радикалы:

непредельные радикалы

Ароматические углеводородные радикалы:

ароматические радикалы

Кислородсодержащие радикалы:

кислородсодержащие радикалы

Правила построения названия органического соединения по номенклатуре ИЮПАК:

  1. Выбрать главную цепь молекулы

Определить все присутствующие функциональные группы и их старшинство

Определить наличие кратных связей

  1. Пронумеровать главную цепь, причем нумерацию следует начинать с наиболее близкому к старшей группе конца цепи. При существовании нескольких таких возможностей, нумеруют цепь так, чтобы минимальный номер получили или кратная связь, или другой заместитель, присутствующий в молекуле.

Карбоциклические соединения нумеруют начиная со связанного со старшей характеристической группой атома углерода. При наличии двух и более заместителей цепь стараются пронумеровать так, чтобы заместителям принадлежали минимальные номера.

  1. Составить название соединения:

— Определить основу названия соединения, составляющего корень слова, который обозначает предельный углеводород с тем же количеством атомов, что и главная цепь.

— После основы названия следует суффикс, показывающий степень насыщенности и количество кратных связей. Например, — тетраен, — диен. При отсутствии кратных связей используют суффикс – ск.

— Далее арабскими цифрами показывают местоположение кратных связей. Например, гексин – 2.

— Затем, также в суффикс добавляется наименование самой старшей функциональной группы.

— После следует перечисление заместителей в алфавитном порядке с указанием их местоположения арабской цифрой. Например, — 5-изобутил, — 3-фтор. При наличии нескольких одинаковых заместителей указывают их количество и положение, например, 2,5 – дибром-, 1,4,8-тримети-.

Следует учесть, что цифры отделяются от слов дефисом, а между собой – запятыми.

В качестве примера дадим название следующему соединению:

метиловый эфир додекановой кислоты1. Выбираем главную цепь, в состав которой обязательно входит старшая группа – СООН.

Определяем другие функциональные группы: — ОН, — Сl, — SH, — NH2.

Кратных связей нет.

2. Нумеруем главную цепь, начиная со старшей группы.

3. Число атомов в главной цепи – 12. Основа названия – метиловый эфир додекановой кислоты.

Далее обозначаем и называем все функциональные группы в алфавитном порядке:

10-амино-6-гидрокси -7-хлоро-9-сульфанил-метиловыйэфир додекановой кислоты.

Или

10-амино-6-гидрокси-7-хлоро-9-сульфанил-метилдодеканоат

Еще несколько заданий по номенклатуре органических соединений приведены в разделе Задачи к разделу изомерия и номенклатура органических соединений

Номенклатура оптических изомеров

  1. В некоторых классах соединений, таких как альдегиды, окси- и аминокислоты для обозначения взаимного расположения заместителей используют D,L – номенклатуру. Буквой D обозначают конфигурацию правовращающего изомера, L – левовращающего.

В основе D,L-номенклатуры органических соединений лежат проекции Фишера:

  • чтобы определить конфигурации изомеров α-аминокислот и α- оксикислот вычленяют «оксикислотный ключ», т.е. верхние части их проекционных формул. Если гидроксильная (амино-) группа расположена справа, то это D-изомер, слева L-изомер.

Например, представленная ниже винная кислота имеет D — конфигурацию по оксикислотному ключу: D-винная кислота

  • чтобы определить конфигурации изомеров сахаров вычленяют «глицериновый ключ», т.е. сравнивают нижние части (нижний асимметрический атом углерода) проекционной формулы сахара с нижней частью проекционной формулы глицеринового альдегида.

глицериновый альдегид

Обозначение конфигурации сахара и направление вращения аналогично конфигурации глицеринового альдегида, т.е.  D – конфигурации соответствует расположение гидроксильной группы расположена справа, L – конфигурации – слева.

Так, например, ниже представлена D-глюкоза.

D-глюкоза

2) R -, S-номенклатура (номенклатура Кана, Ингольда и Прелога)

В данном случае заместители при асимметрическом атоме углерода располагаются по старшинству. Оптических изомеры имеют обозначения R и S, а рацемат — RS.

Для описания конфигурации соединения в соответствии с R,S-номенклатурой поступают следующим образом:

  1. Определяют все заместители у асимметричного атома углерода.
  2. Определяют старшинство заместителей, т.е. сравнивают их атомные массы. Правила определения ряда старшинства те же, что и при использовании E/Z-номенклатуры геометрических изомеров.
  3. Ориентируют в пространстве заместители так, чтобы младший заместитель (обычно водород) находился в наиболее отдаленном от наблюдателя углу.
  4. Определяют конфигурацию по расположению остальных заместителей. Если движение от старшего к среднему и далее к младшему заместителю (т.е. в порядке уменьшения старшинства) осуществляется по часовой стрелке, то это R конфигурация, против часовой стрелки — S-конфигурация.

S,R-изомеры

В таблице ниже приведен перечень заместителей, расположенных в порядке возрастания их старшинства:

Старшинство заместителей

Химическая номенклатура:

это совокупность названий индивидуальных веществ, их групп и классов, а также правила составления этих названий. Номенклатурные правила, разрабатываемые международным союзом чистой и прикладной химии (IUPAC), приняты в большинстве стран мира.

Согласно правилам IUPAC существуют следующие названия органических соединений:

– систематические

-тривиальные

– полусистематические-полутривиальные

Систематические названия полностью составляются из слов и частиц,  которые отражают определенные элементы строения молекулы и опиcывают структурные особенности соединения, например:

 

Систематическая номенклатура используется во всем мире, употребляет международную терминологию и отражает состав, а также химическое и пространственное строение соединения. 

Тривиальные названия не зависят от структуры и часто связаны с источником выделения или способом получения данного соединения. Например, яблочная кислота:

                                      

Тривиальные названия представляют собой исторически сложившиеся названий, которые отражают природный источник вещества (молочная кислота, мочевина, кофеин), характерные свойства (глицерин, гремучая кислота) или имя первооткрывателя (кетон Михлера, углеводород Чичибабина). Тривиальные названия не отражают точный состав и строение вещества, но позволяют увидеть, к какому классу соединений относится соединение. Многие тривиальные названия достаточно лаконичны, общеупотребимы и эквивалентны во всем мире, например валериановая кислота (англ.  valeric acid), ксилол (англ. xylol), пропионовый альдегид (англ. propionaldehyde). Поэтому употребление некоторых из них разрешено правилами IUPAC

В полусистематических-полутривиальных названиях лишь некоторые части применяются в систематическом смысле, например названия первых членов ряда алканов (метан, бутан) содержат тривиальные основы и систематический суффикс:

 

Правила IUPAC допускают использование разных типов номенклатуры:

– заместительной

– радикально-функциональной

– аддитивной

– соединительной и некоторых других

Наиболее общее значение имеют два типа: заместительная и радикально-функциональная номенклатуры:

 

Чтобы правильно составлять названия по заместительной номенклатуре и правильно рисовать структурные формулы по названиям, необходимо познакомиться с основными понятиями  и определениями: 

Алгоритм составления названий органических соединений по заместительной номенклатуре приведен ниже:

 Таблица, которая поможет правильно определить старшую группу, а также правильно назвать все функциональные группы в молекуле приведена ниже. Функциональные группы в таблице расположены в порядке падения старшинства сверху вниз:

 I. Нужно определить все имеющиеся характеристические группы и выбрать главную, которая указывается в ˄ (группа может отсутствовать). Все другие заместители обозначаются в алфавитном порядке.

В данной молекуле две группы: одна старшая – относится к классу кетон (в суффиксе будет “-он”) и вторая группа приставочного типа – “бром”. 

II. Определить родоначальную структуру молекулы: выделить главную цепь и пронумеровать.

Родоначальная структура включает главную функциональную группу – карбонильную группу, приставочного типа группу – бром, двойную связь. Родоначальная цепь включает 4 атома углерода. Корень – бут.

III. Степень ненасыщенности указывают в виде ˄ “ен”:

С помощью локантов указывают положение всех функциональных групп и положение двойной связи. При этом нумерацию начинают с того конца молекулы, где номер старшей функциональной группы будет наименьшим.

Таким образом, название соединения: 3-бромбутен-3-он-2

РАЗБЕРЕМ ЕЩЕ ОДИН ПРИМЕР, В КОТОРОМ ОТСУТСТВУЮТ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ:

Назовите соединение, зная его структурную формулу:

РЕШЕНИЕ

1. Находим самую длинную цепь: она состоит из 6 атомов.

2. Нумеруем атомы углерода, начиная справа, потому что радикал метил –CH3CH3расположен ближе к правому концу выбранной цепи (при втором атоме углерода). Если бы нумерация углеродного скелета начиналась слева, то заместитель этил- стоял бы при третьем атоме углерода.

3. Называем выбранную цепь: цепь из шести атомов обозначается корнем «гекса»; в цепи все связи одинарные, следовательно, используем суффикс «ан». Получаем «гексан».

4. Находим заместители, называем их и определяем их местоположение:

Метил –CH3CH3 стоит у второго атома углерода, а этил –C2H5C2H5  — у четвертого атома. Добавляем названия радикалов к названию углеводородной цепи и цифрами указываем их местоположение. Заместители указываем в алфавитном порядке! Первым пишем метил, потому что его название начинается на «м», а название этил — на «э».

Получаем: 2-метил-4-этилгексан. 

Разберем обратную задачу – по названию соединения напишем его структурную формулу.

ЗАДАЧА

Напишите структурную формулу соединения 2,4-диметил-4-этилоктен-6

РЕШЕНИЕ

1. Находим в названии соединения корень, обозначающий количество атомов углерода в главной цепи. Это корень «окт», он означает, что в цепи  8 атомов. Рисуем углеродный скелет главной цепи и нумеруем атомы.

2. В названии соединения мы видим суффикс «ен», это означает, что есть одна кратная связь, а именно двойная, и начинается она около шестого атома углерода. Следовательно, между шестым и седьмым атомами нужно нарисовать двойную связь.

3. Из названия видно, что у второго и у четвертого атомов углерода стоят заместители, причем у второго атома углерода один заместитель — метил, а четвертого атома два заместителя — метил и этил. Вспоминаем, что метил имеет формулу –CH3CH3, а этил –C2H5C2H5. Рисуем связи и радикалы: 

4. Дописываем недостающие атомы водорода у каждого атома углерода в цепи. Помним, что углерод всегда четырехвалентен. Полученная формула соответствует названию 2,4-диметил-4-этилоктен-6.

Тривиальная номенклатура

На начальном этапе развития химии природа органических веществ не была полностью понятна, поэтому им давались тривиальные названия, связанные с их свойствами (глицин – сладкий) или источниками их получения (винный спирт). Устоявшиеся тривиальные названия допускаются к употреблению правилами ИЮПАК.

Тривиальные названия носят простейшие предельные углеводороды, и они лежат в основе названий всех других классов ациклических соединений, а названия радикалов применяются в номенклатурах ИЮПАК и рациональной номенклатуре.

Названия н-алканов СnH2n+2

Формула алкана Название
CH4 Метан
C2H6 Этан
C3H8 Пропан
C4H10 Бутан
C5H12 Пентан
C6H14 Гексан
С7Н16 Гептан
С8Н18 Октан
C9H20 Нонан
С10H22 Декан
С11Н24 Ундекан
С12Н26 Додекан
С13H28 Тридекан
C14-C19 Тетрадекан и т. д.
С20Н42 Эйкозан
C21H44 Генэйкозан
С22Н46 Докозан
С23Н48 Трикозан
С24-C29 Тетракозан и т.д.
С30Н62 Триаконтан
C31H64 Гентриаконтан
С32-C39 Дотриаконтан и т.д.
С40Н82 Тетраконтан
С41Н84 Гентетраконтан и т.д.

Названия некоторых одновалентных радикалов

Формула алкана и его название Формула алкила Название алкила
тривиальное систематическое

номенклатура органических соединений

Пропан

номенклатура органических соединений Пропил Пропил
номенклатура органических соединений Изопропил 1-метилэтил

номенклатура органических соединений

Бутан

номенклатура органических соединений Бутил Бутил
номенклатура органических соединений Втор. бутил 1-метилпропил

номенклатура органических соединений

Изобутил

номенклатура органических соединений Изобутил 2-метилпропил
номенклатура органических соединений Трет. бутил 1,1-диметилэтил

номенклатура органических соединений

Изопентан

номенклатура органических соединений Изопентил 3-метилбутил
номенклатура органических соединений Втор. Изопентил 1,2-диметилпропил
номенклатура органических соединений Трет. пентил 1,1-диметилпропил
номенклатура органических соединений 2-метилбутил

номенклатура органических соединений

Неопентан

номенклатура органических соединений Неопентил 2,2-диметилпропил

Названия некоторых непредельных радикалов

Формула радикала Название радикала
Тривиальное Систематическое
H2C=CH– Винил Этенил
HC≡C– Этинил
H2C=CH–CH2 Аллил Пропен-2-ил
HC≡C–CH2 Пропаргил Пропин-2-ил
H3C–CH=CH– Пропенил Пропен-1-ил
H2C=C–CH3
|
Изопропенил 1-метилэтенил

Рациональная номенклатура

За основу рационального названия органического соединения берется название прототипа, атомы водорода которого замещены радикалами. В качестве прототипа выступает, как правило, простейший член гомологического ряда.

Класс Прототип Правило Пример
Алканы Метан

за метановый углерод выбирают наиболее разветвленный атом углерода

примыкающие радикалы должны быть наименее сложными

наличие нескольких одинаковых радикалов обозначается соответствующей умножающей приставкой «ди-«, «три-«, «тетра-«

номенклатура органических соединений

Метилэтилизопропилметан

Непредельные углеводороды Этилен, ацетилен Для указания местоположения заместителей С-атомы прототипа обозначают греческими буквами α и β или цифрами 1 и 2.

номенклатура органических соединений

α-этил-β-третбутилэтилен

Спирты Карбинол  

номенклатура органических соединений

Изопропенилтретбутилкарбинол

Альдегиды Уксусный альдегид  

номенклатура органических соединений

Винилизопропилуксусный альдегид

Кетоны Кетон  

номенклатура органических соединений

Метилпропаргилкетон

Карбоновые кислоты Уксусная кислота  

номенклатура органических соединений

Изопропилэтинилуксусная кислота

Радикально-функциональная номенклатура

  • применяется для названия простых моно- и бифункциональных соединений
  • подчеркивает главную химическую особенность соединений

Правила построения названия по радикально-функциональной номенклатуре:

  • выбирают старшую характеристическую группу (обозначается названием функционального класса), затем добавляют название органического радикала
  • название функционального класса определяется старшей характеристической группой, другие группы обозначаются приставками
  • в соединениях с многовалентными характеристическими группами различные радикалы перечисляются в алфавитном порядке
  • одинаковые радикалы обозначаются умножающими приставками (ди-, три-)

Названия функциональных классов, используемых в радикально-функциональной номенклатуре (в порядке убывания старшинства)

Группа Название функционального класса
Х-производные кислот RCO–X, RSO2–X и т.п. X: фторид, хлорид, бромид, йодид, цианид, азид; сернистые аналоги, селеновые аналоги
–CN, –NC Цианид, изоцианид
>CO Кетон, затем S – и далее Se-аналоги
–OH Спирт, затем S – и далее Se-аналоги
–O–OH Гидропероксид
–O– Эфир или окись (оксид)
>S, >SO, >SO2 Сульфид, сульфоксид, сульфон
>Se. >SeO, >SeO2 Селенид, селеноксид, селенон
–F, –Cl, –Br, –I Фторид, хлорид, бромид, йодид
–N3 Азид

Примеры названий соединений по радикально-функциональной номенклатуре

номенклатура органических соединений
изобутиловый спирт

номенклатура органических соединений
Винилхлорид

номенклатура органических соединений
Этилцианид

номенклатура органических соединений
Пропионилхлорид

номенклатура органических соединений
бензилэтилкетон

номенклатура органических соединений
метилдиэтиламин

номенклатура органических соединений
изопропилметилсульфид

номенклатура органических соединений
Изобутилэтиловый эфир

номенклатура органических соединений
Диметилсульфоксид

номенклатура органических соединений
Втор.бутилхлорид

номенклатура органических соединений
2-Бромбутиловый спирт

номенклатура органических соединений
3-Гидроксиизопропилкетон

Заместительная номенклатура

  • строится на принципе замещения в структуре, служащей основой названия, атомов водорода различными заместителями
  • название строится как сложное слово, состоящее из корня (название главной цепи), суффиксов, отражающих степень его ненасыщенности (ен, ин), приставок и окончаний, характеризующих число и характер заместителей, с указанием цифрами (локантами) их местонахождения

Предельные углеводороды

  1. Выбирают самую длинную цепь углеродных атомов (главная цепь); если в разветвленном углеводороде имеются цепи равной длины, то в качестве главной выбирают наиболее разветвленную
  2. Цепь нумеруют; направление нумерации выбирают так, чтобы локанты (цифры, указывающие положение заместителей) были наименьшими.
  3. К локанту с названием заместителя добавляют название углеводорода с числом, отвечающим длине главной цепи. При этом нужно соблюдать следующие правила:
  • заместители перечисляются в алфавитном порядке
  • повторяющиеся одинаковые заместители называют с добавлением умножающих приставок (ди-, три-, тетра-и т.д.). Приставки не влияют на алфавитный порядок перечисления
  • цифры отделяются от букв дефисом, а друг от друга – запятой
  • каждому заместителю отвечает свой локант

номенклатура органических соединений
2,3,5-Триметилметин-4-пропилгептан

номенклатура органических соединений
2,2,4-Триметилпентан

Непредельные углеводороды

  • название непредельных углеводородов с одной двойной связью образуют от названия соответствующего алкана путем замены суффикса «ан» на «ен»
  • в качестве главной выбирают самую длинную углеродную цепь, содержащую двойную связь
  • цепь нумеруют так, чтобы двойная связь получила наименьший порядковый номер
  • название углеводородов с тройной связью образуют от названий соответствующих алканов, заменяя суффикс «ан» на «ин», а далее по аналогии с алкенами
  • ненасыщенные углеводороды с двумя двойными связями получают суффикс «диен», с тремя – «триен», с двумя тройными – «диин» и т.д.
  • если в соединении имеется и двойная, и тройная связь, добавляют суффикс «енин»
  • двойная связь считается старше тройной и получает меньший номер

номенклатура органических соединений
3-Изопропилпентен-1-ин-4

Монофункциональные производные углеводородов

Два типа характеристических групп:

  1. обозначаются в виде приставок и перечисляются в алфавитном порядке одновременно с углеводородными радикалами
  2. могут включаться в заместительное название либо в форме суффикса, либо в форме приставки в зависимости от их относительного старшинства

Характеристические группы, обозначаемые в заместительной, номенклатуре только в приставках

Класс соединения Характеристические группы
Формула Приставка
Галоидпроизводные –Br, –Cl, –F, –I Бромо, хлоро, фторо, йодо
Простые эфиры –OR R-окси (алкокси, арилокси)
Сульфиды –SR R-тио (алкилтио, арилтио)
Нитросоединения –NO2 Нитро
Нитрозосоединения –NO Нитрозо
Азосоединения –N=N– Азо

Обозначения важнейших групп в префиксах и суффиксах в порядке падения старшинства (атом углерода в скобках является составной частью главной углеродной цепи)

Классы Формула Обозначение в префиксе Обозначение в суффиксе
Катион –онио– –онио– –ониум
Карбоксил –COOH
–(C)(=O),OH
–карбокси–
–карбоновая кислота
–овая кислота
Сульфоновая кислота –SO3H –сульфо –сульфоновая кислота
Сложные эфиры –COOR
–(C)(= O),R
R-оксикарбонил
R…карбоксилат
R…оат
Нитрилы –C≡N
–(C)≡N
циано–
–карбонитрил
–нитрил
Альдегиды –CHO формил –карбальдегид
  –(C)H(=O) оксо– –аль
Кетоны (C=O) оксо– –он
Спирты –OH гидрокси– –ол
Фенолы –OH гидрокси–
Тиолы –SH меркапто– –тиол
Гидропероксиды –O–OH гидроперокси–
Амины –NH2 амино– –амин
Имины =NH имино– –имин
Эфиры –OR R-окси–
Сульфиды –SR R-тио–
Пероксиды –O–OR R-диокси–
  • в монофункциональных соединениях характеристические группы второго рода обозначаются только суффиксами
  • цепь нумеруют так, чтобы заместитель, перечисляемый по алфавиту первым, получил наименьший номер
  • если цепь не насыщена, то при нумерации предпочтение отдают кратной связи

номенклатура органических соединений
2-Метил-3-хлорбутан

номенклатура органических соединений
4-Бром-2-пентен

номенклатура органических соединений
Пропантриол

номенклатура органических соединений
2-Метилбутеналь

номенклатура органических соединений
5-Метил-3-гептен-2,6-дион

номенклатура органических соединений
4-Бром-2-гептен-5-индиовая кислота

Полифункциональные соединения

1. Выбор старшей функциональной группы

Из всех функциональных групп выбирают старшую – эта группа указывается в суффиксе, остальные помещаются в виде префиксов.

2. Выбор главной цепи

  • Главная цепь должна содержать максимальное число старших групп
  • В главной цепи должно быть максимальное количество двойных и тройных связей; при одинаковом количестве предпочтение отдается двойным
  • Главная цепь должна иметь максимальную протяженность
  • В главной цепи должно быть максимальное число заместителей, обозначаемых префиксами

3. Нумерация цепи

Начало и направление нумерации выбирают таким образом, чтобы наименьшие цифровые индексы получили следующие структурные элементы соединения (в приведенном порядке):

  • основные группы, обозначаемые суффиксом
  • суммарная ненасыщенность (т.е. сумма двойных и тройных связей)
  • двойные связи
  • тройные связи
  • атомы или группы, указываемые в префиксах
  • префиксы в порядке перечисления (по алфавиту)

4. Составление названия соединения

Префиксы располагают в алфавитном порядке. Сложные радикалы образуют единый префикс, который включается в алфавитный порядок по первой букве наименования. В случае идентичных префиксов с разными цифровыми локантами первым ставится префикс с младшим локантом. Курсивы (например, транс-, втор., сим.) в алфавитном порядке не учитываются.

Приставки Название основной структуры Суффикс и окончание
Корень Суффикс
Характеристические группы первого типа, младшие характеристические группы, углеводородные радикалы Главная углеродная цепь Степень насыщенности: ан, ен, ин Только старшая характеристическая группа второго типа

номенклатура органических соединений
2-Пентен-2,4-дисульфоновая кислота

номенклатура органических соединений
2-Метил-3-цианопропановая кислота

Содержание

Введение

1. Предельные углеводороды

1.1. Насыщенные неразветвленные соединения

1.1.1. Одновалентные радикалы

1.2. Насыщенные разветвленные соединения с одним
заместителем

1.3. Насыщенные разветвленные соединения с
несколькими заместителями

2. Непредельные углеводороды

2.1. Ненасыщенные неразветвленные углеводороды
с одной двойной связью (алкены)

2.2. Ненасыщенные неразветвленные углеводороды
с одной тройной связью (алкины)

2.3. Ненасыщенные разветвленные углеводороды

3. Циклические углеводороды

3.1. Алифатические углеводороды

3.2. Ароматические углеводороды

3.3. Гетероциклические соединения

4. Углеводороды содержащие функциональные
группы

4.1. Спирты

4.2. Альдегиды и кетоны 18

4.3. Карбоновые кислоты 20

4.4. Эфиры 22

4.4.1. Простые эфиры 22

4.4.2. Сложные эфиры 23

4.5. Амины 24

5. Органические соединения с несколькими
функциональными группами 25

Литература

Введение

В основу научной классификации и номенклатуры
органических соединений положены принципы
теории химического строения органических
соединений А.М. Бутлерова.

Все органические соединения подразделяют на
следующие основные ряды:

Ациклические — их называют также
алифатическими, или соединениями жирного ряда.
Эти соединения имеют открытую цепь углеродных
атомов.

К ним относятся:

  1. Предельные (насыщенные)
  2. Непредельные (ненасыщенные)

Циклические — соединения с замкнутой в
кольцо цепью атомов. К ним относятся:

  1. 1. Карбоциклические (изоциклические) –
    соединения, в кольцевую систему которых входят
    только углеродные атомы это:
    а) алициклические (предельные и непредельные);
    б) ароматические.
  2. Гетероциклические — соединения, в кольцевую
    систему которых, кроме атома углерода, входят
    атомы других элементов — гетероатомы (кислород,
    азот, сера и др.)

Схема 1

Схема 1

В настоящее время для наименования
органических соединений применяются три типа
номенклатуры: тривиальная, рациональная и
систематическая номенклатура — номенклатура IUPAC
(ИЮПАК) — International Union of Pure and Applied Chemistry
(Международного союза теоретической и
прикладной химии).

Тривиальная (историческая) номенклатура
первая номенклатура, возникшая в начале развития
органической химии, когда не существовало
классификации и теории строения органических
соединений. Органическим соединениям давали
случайные названия по источнику получения
(щавелевая кислота, яблочная кислота, ванилин),
цвету или запаху (ароматические соединения), реже
— по химическим свойствам (парафины). Многие
такие названия часто применяются до сих пор.
Например: мочевина, толуол, ксилол, индиго,
уксусная кислота, масляная кислота, валериановая
кислота, гликоль, аланин и многие другие.

Рациональная номенклатура по этой
номенклатуре за основу наименования
органического соединения обычно принимают
название наиболее простого (чаще всего первого)
члена данного гомологического ряда. Все
остальные соединения рассматриваются как
производные этого соединения, образованные
замещением в нем атомов водорода
углеводородными или иными радикалами (например:
триметилуксусный альдегид, метиламин,
хлоруксусная кислота, метиловый спирт). В
настоящее время такая номенклатура применяется
только в тех случаях, когда она дает особенно
наглядное представление о соединении.

Систематическая номенклатура
номенклатура IUPAC — международная единая
химическая номенклатура. Систематическая
номенклатура основывается на современной теории
строения и классификации органических
соединений и пытается решить главную проблему
номенклатуры: название каждого органического
соединения должно содержать правильные названия
функций (заместителей) и основного скелета
углеводорода и должно быть таким, чтобы по
названию можно было написать единственно
правильную структурную формулу.

Процесс создания международной номенклатуры
был начат в 1892 г. (Женевская номенклатура),
продолжен в 1930 г. (Льежская номенклатура), с 1947
г. дальнейшее развитие связано с деятельностью
комиссии ИЮПАК по номенклатуре органических
соединений. Публиковавшиеся в разные годы
правила ИЮПАК собраны в 1979 г. в “голубой книге
[Nomenclature of Organic Chemistry, Section A, B, C, D, E, F and H, Oxford Pergamon Press,
1979]. Своей задачей комиссия ИЮПАК считает не
создание новой, единой системы номенклатуры, а
упорядочение, “кодификацию”, имеющейся
практики. Результатом этого является
сосуществование в правилах ИЮПАК нескольких
номенклатурных систем, а, следовательно, и
нескольких допустимых названий для одного и того
же вещества. Правила ИЮПАК опираются на
следующие системы: заместительную,
радикало-функциональную, аддитивную
(соединительную), заменительную номенклатуру и
т.д.

В заместительной номенклатуре основой
названия служит один углеводородный фрагмент, а
другие рассматриваются как заместители водорода
(например, (C6H5)3CH –
трифенилметан).

В радикало-функциональной номенклатуре в
основе названия лежит название
характеристической функциональной группы,
определяющей химический класс соединения, к
которому присоединяют наименование
органического радикала, например:

C2H5OH — этиловый спирт;

C2H5Cl — этилхлорид;

CH3–O–C2H5 — метилэтиловый эфир;

CH3–CO–CH = CH2 — метилвинилкетон.

В соединительной номенклатуре название
составляют из нескольких равноправных частей
(например, C6H5–C6H5 бифенил)
или добавляя обозначения присоединенных атомов
к названию основной структуры (например,
1,2,3,4-тетрагидронафталин, гидрокоричная кислота,
этиленоксид, стиролдихлорид).

Заменительную номенклатуру применяют при
наличии неуглеродных атомов (гетероатомов) в
молекулярной цепи: корни латинских названий этих
атомов с окончанием “а” (а-номенклатура)
присоединяют к названиям всей структуры, которая
получилась бы, если бы вместо гетероатомов был
углерод (например, CH3–O–CH2–CH2–NH–CH2–CH2–S–CH3
2-окса-8-тиа-5-азанонан).

Система ИЮПАК является общепризнанной в мире, и
лишь адаптируется соответственно грамматике
языка страны. Полный набор правил применения
системы ИЮПАК ко многим менее обычным типам
молекул длинен и сложен. Здесь представлено лишь
основное содержание системы, но это позволяет
осуществлять наименование соединений, для
которых применяется система.

1. ПРЕДЕЛЬНЫЕ УГЛЕВОДОРОДЫ

1.1. Насыщнные неразветвленные соединения

Названия первых четырех предельных
углеводородов тривиальные (исторические
названия) — метан, этан, пропан, бутан. Начиная с
пятого, названия образованы греческими
числительными, соответствующими количеству
атомов углерода в молекуле, с добавлением
суффикса “–АН“, за исключением числа
“девять”, когда корнем служит латинское
числительное “нона”.

Таблица 1. Названия предельных углеводородов

ФОРМУЛА

НАЗВАНИЕ

 

ФОРМУЛА

НАЗВАНИЕ

СН4

метан

 

С6Н14

гексан

С2Н6

этан

 

С7Н16

гептан

С3Н8

пропан

 

С8Н18

октан

С4Н10

бутан

 

С9Н20

нонан

С5Н12

пентан

 

С10Н22

декан

1.1.1. Одновалентные радикалы

Одновалентные радикалы, образованные из
насыщенных неразветвленных предельных
углеводородов отнятием водорода от конечного
углеродного атома, называют заменяя суффикс”–АН
в названии углеводорода суффиксом “–ИЛ“.

Атом углерода со свободной валентностью
получает номер ? Эти радикалы называют нормальными
или неразветвленными алкилами:

СН3– — метил;

СН3–СН2–СН2–СН2– —
бутил;

СН3–СН2–СН2–СН2–СН2–СН2
— гексил.

Таблица 2. Названия углеводородных радикалов

ФОРМУЛА

НАЗВАНИЕ

 

ФОРМУЛА

НАЗВАНИЕ

СН3

метил

 

С6Н13

гексил

С2Н5

этил

 

С7Н15

гептил

С3Н7

пропил

 

С8Н17

октил

С4Н9

бутил

 

С9Н29

нонил

С5Н11

пентил

 

С10Н21

декил

1.2. Насыщенные разветвленные соединения с одним
заместителем

Номенклатура ИЮПАК для алканов в
индивидуальных названиях сохраняет принцип
Женевской номенклатуры. Называя алкан, исходят
из названия углеводорода, отвечающего самой
длиной углеродной цепи в данном соединении
(главная цепь), а затем указывают радикалы,
примыкающие к этой основной цепи.

Главная углеродная цепь, во-первых, должна быть
самой длинной, во-вторых, если имеются две или
более одинаковые по длине цепи, то из них
выбирается наиболее разветвленная.

*Для названия насыщенных разветвленных
соединений выбирают самую длинную цепочку из
атомов углерода:

*Нумеруют выбранную цепь от одного конца до
другого арабскими цифрами, причем, нумерацию
начинают с того конца, к которому ближе находится
заместитель:

*Указывают положение заместителя (номер
атома углерода, у которого находиться алкильный
радикал):

*Называют алкильный радикал в соответствии с
его положением в цепи:

*Называют основную (самую длинную углеродную
цепь):

Если заместителем будет являться галоген
(фтор, хлор, бром, йод), то все номенклатурные
правила сохраняются:

Тривиальные названия сохраняются только для
следующих углеводородов:

Если в углеводородной цепи находятся,
несколько одинаковых заместителей, то перед их
названием ставится приставка “ди”, “три”,
“тетра”, “пента”, “гекса” и т.д., обозначающая
число присутствующих групп:

1.3. Насыщенные разветвлнные соединения с
несколькими заместителями

При наличии двух и более разных боковых цепей,
их можно перечислять: а) в алфавитном порядке или
б) в порядке возрастания сложности.

а) При перечислении разных боковых цепей в алфавитном
порядке
умножающие префиксы не учитываются.
Сперва названия атомов и групп располагают в
алфавитном порядке, а затем вставляют умножающие
префиксы и цифры местоположения (локанты):

2-метил-5-пропил-3,4-диэтилоктан

б) При перечислении боковых цепей в порядке
возрастания сложности исходят из следующих
принципов:

Менее сложной является цепь, у которой общее
число углеродных атомов меньше, например:

менее сложна, чем

Если общее число атомов углерода в
разветвленном радикале одинаково, то менее
сложной будет боковая цепь с наиболее длинной
основной цепочкой радикала, например:

менее сложна, чем

Если две или более боковые цепи находятся в
равнозначном положении, то более низкий номер
получает та цепь, которая в названии
перечисляется первой, независимо от того,
соблюдается ли порядок возрастающей сложности
или алфавитный:

а) алфавитный порядок:

б) порядок расположения по сложности:

Если в углеводородной цепи находятся несколько
углеводородных радикалов и они различны по
сложности, а при нумерации получаются
различающиеся ряды нескольких цифр, их
сравнивают, расположив цифры в рядах в порядке
возрастания.
“Наименьшими” считают цифры
того ряда, в котором первая отличающаяся цифра
меньше (например: 2, 3, 5 меньше, чем 2, 4, 5 или 2, 7, 8
меньше, чем 3, 4, 9). Этот принцип соблюдается
независимо от природы заместителей.

В некоторых справочниках для определения
выбора нумерации используют сумму цифр,
нумерацию начинают с той стороны, где сумма цифр,
обозначающих положение заместителей,
наименьшая:

2, 3, 5, 6, 7, 9  — ряд цифр наименьший

2, 4, 5, 6, 8, 9

или

2+3+5+6+7+9 = 32 — сумма номеров заместителей
наименьшая

2+4+5+6+8+9 = 34

следовательно, углеводородную цепь нумеруют
слева направо, тогда название углеводорода
будет:

(2, 6, 9–триметил–5,7–дипропил–3,6–диэтилдекан)

(2,2,4–триметилпентан, но не
2,4,4–триметилпентан)

Если в углеводородной цепи находится,
несколько различных заместителей (например,
углеводородные радикалы и галогены), то
перечисление заместителей производится либо в
алфавитном порядке, либо в порядке возрастания
сложности (фтор, хлор, бром, йод):

а) алфавитный порядок 3–бром–1–иод –2–метил
–5–хлорпентан;

б) порядок возрастания сложности:
5–хлор–3–бром–1–иод–2–метилпентан.

Продолжение

Литература

  1. Номенклатурные правила ИЮПАК по химии. М., 1979, т.2,
    полутома 1,2
  2. Справочник химика. Л., 1968
  3. Бенкс Дж. Названия органических соединений. М.,
    1980

Добавить комментарий