有機化合物命名的若干問題討論

賈洪斌

(江蘇技術(shù)師范學(xué)院化學(xué)化工學(xué)院 江蘇常州 213001)

有機化合物的命名問題是有機化學(xué)的基礎(chǔ)，它關(guān)系到學(xué)生在將來的工作中能否以準(zhǔn)確的方式與人交流。能夠準(zhǔn)確地命名一個化合物，對于工作中的文獻(xiàn)查閱以及論文發(fā)表都是十分重要的。單一官能團的有機化合物的命名一般來講不會出現(xiàn)大的問題，但有兩個以上官能團化合物的命名就時常出現(xiàn)問題。這不僅出現(xiàn)在學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中，即便是現(xiàn)行的教材以及考研試題中也時而可以見到不規(guī)范的問題。常規(guī)的命名方面存在的問題已有一些討論[1-2]。教材中的命名介紹都是比較經(jīng)典、規(guī)范的，但出現(xiàn)在考試中的問題往往是知識的綜合，這些綜合問題有時是很費腦筋的。一般來講，學(xué)生在現(xiàn)行的教材中很難找到相關(guān)的解釋；為了不產(chǎn)生歧義，很多參考書要么不做典型問題的剖析，要么比較混亂，沒有可供借鑒的參照。現(xiàn)將本人在教學(xué)和輔導(dǎo)中遇到的一些比較常見的問題介紹如下，以供參考。

1 既有R/S又有Z/E的化合物的命名

這類問題主要涉及到是R/S在前還是Z/E在前的問題。國內(nèi)常見的中英文教材中，幾乎沒有一本明確表述前后順序問題，以至于國內(nèi)的教材中相關(guān)問題的表述比較混亂，誰在前的都有。

例如以下3個結(jié)構(gòu):

對于(1)，文獻(xiàn)[3]稱其為(4R,2E)-4-氯-2-戊烯；對于(2)，文獻(xiàn)[4]稱其為(2Z),(4R)-4-甲基-2-己烯；對于(3)，文獻(xiàn)[4]稱其為(3E),(6S)-5,5-二甲基-6-溴-3-辛烯。值得一提的是，(2)和(3)是出現(xiàn)在《有機化學(xué)解題指導(dǎo)》中。作為學(xué)生，如果在考試中遇到這類問題該如何處理呢？幾乎沒有一本教材對此有明確的表述。在有機化學(xué)中使用較多的化學(xué)軟件ChemDraw中對這類化合物的命名是R/S在前Z/E在后。例如:

由于這是一個常用的軟件，所以作者建議應(yīng)該將此問題明確，即規(guī)定R/S在前，Z/E在后，以便于學(xué)生把握，同時也是遵循了“慣例”，便于溝通。

另外，這里順便提及以下幾點注意事項:一是很少見到像(2)、(3)這類(2Z),(4R)的表示法，一般都是將兩個符號放在同一個括號內(nèi)的；二是時而見到教材上或考研題中立體化學(xué)標(biāo)記符號不放在括號內(nèi)的，這都不規(guī)范。三是立體化學(xué)的標(biāo)記符號，如R/S、Z/E和d/l等，作為名稱出現(xiàn)時都應(yīng)放在圓括號內(nèi)，像“S-2-辛醇在吡啶存在下……”以及“R-2-辛醇，在吡啶存在下，與對甲基苯磺酰氯反應(yīng)……”這樣的表述是欠妥的；而像cis-/trans-這類表示順反的標(biāo)記放在括號內(nèi)又是多余的。學(xué)生要按規(guī)范的方式去學(xué)，教材、試題要按規(guī)范的方式去寫。

2 中文系統(tǒng)命名法和IUPAC命名法之間的關(guān)系

中文的系統(tǒng)命名法與IUPAC實際上并不完全一致，主要體現(xiàn)在取代基的列出順序，前者是按照基團在“次序規(guī)則”中的優(yōu)先順序由小到大列出，而后者是按照英文字母的順序列出的。所以在中文的試卷中敘述這類題時，最好不要說“用IUPAC法命名下列化合物”，因為這樣有時會導(dǎo)致歧義。

例如以下命名題:

“IUPAC把下列化合物的名稱定義為:

A 4-羥基-3-甲基苯甲酸 B 2-甲基-4-羧基苯酚

C 2-羥基-5-羧基甲苯 D 對羥基間甲基苯甲酸”

這是一個常見的命名題，粗略統(tǒng)計在不止10所重點大學(xué)的試卷中出現(xiàn)過。那么，哪一個選項是對的呢？如果說是IUPAC名稱，則應(yīng)按英文字母順序列出苯甲酸上的兩個取代基，似應(yīng)選A，但這里是漢語名稱，取代基的列出順序又不對；如果按漢語系統(tǒng)命名法命名，這里就沒有選項了。依作者理解，A的叫法實際上采用了IUPAC名稱的中譯。以下的例子也是如此[5]:

此化合物被叫做“2-iodo-3-methylbutane和2-碘-3-甲基丁烷”，英文名固然不錯，但漢語名卻不符合中國化學(xué)會的命名原則。

例如在文獻(xiàn)[6]中敘述鹵代烷的命名部分時給出了以下2個化合物:

其中(4)被命名為3-氯-2-甲基丁烷，(5)被命名為1-氯-3-乙基己烷。這兩個化合物的編號是對的，但列出順序卻依據(jù)了英文字母的先后順序。所以，作者覺得這類問題是不太嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。學(xué)生沒法作答，因為沒有教材上講此二者的關(guān)系應(yīng)如何處理。作者覺得，凡是中文問題，就應(yīng)嚴(yán)格遵循中文的習(xí)慣和規(guī)定，即以中國化學(xué)會命名原則為標(biāo)準(zhǔn)，不要與英文狀態(tài)的IUPAC規(guī)則混淆，更不能錯，以避免學(xué)生在學(xué)習(xí)時就被誤導(dǎo)。可以嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤揭欢ㄒ獓?yán)謹(jǐn)。

3 烷基取代苯的命名

烷基取代苯的命名有時會涉及到環(huán)上和取代基的位置問題，此時應(yīng)該采用類似烷烴側(cè)鏈上還有取代基時的命名方式，以區(qū)分究竟是指的苯環(huán)上的位置還是側(cè)鏈上的位置。

例如在某校2001年的有機化學(xué)考研試題中有“(S)-2-溴乙苯”這樣的文字。

首先，應(yīng)明確這里的“2”指的是溴取代在乙基上還是苯環(huán)上的2-位，如果是后者，那將不會導(dǎo)致立體化學(xué)特征，所以，應(yīng)該是指乙基取代基，而且還應(yīng)該是α-位。其次，這應(yīng)該是書寫錯誤，因為它不能是“2”，否則無法解釋立體化學(xué)問題。像這類問題應(yīng)該用“1-、2-…等表示苯環(huán)上的取代，用α-、β-等表示側(cè)鏈上的取代，以免產(chǎn)生歧義。

4 取代基的列出順序

取代基的列出順序是一類比較常見的問題，在教材中的表述是比較混亂的。

例如以下2個化合物:

在文獻(xiàn)[7]中,(6)被稱為2-溴-3-甲基丁烷，(7)被稱為1-溴-3-甲基丁烷，其解釋是“X作為這些化合物中的唯一主要的官能團，故應(yīng)使它的編號最小，但X不作為母體的名稱”。對于沒有官能團的化合物的命名，一般都是遵循“最低系列原則”，即在選定的主鏈上“最先遇到取代基的編號方向”為最低系列，取代基的列出則按照“次序規(guī)則”由小到大列出。所以，(6)應(yīng)該叫做“2-甲基-3-溴丁烷”，(7)應(yīng)叫做“3-甲基-1-溴丁烷”。按照文獻(xiàn)[8]，當(dāng)官能團為鹵素、硝基或亞硝基時，是將它們作為取代基，仍以烷烴為母體，按烷烴的命名原則來命名。以其中一例作說明:

其中文名叫做“(3S,5R)-3-甲基-5-溴庚烷”。即，在漢語的命名中，只要是不作為母體的官能團，就應(yīng)按照“由小到大”列出。

一般來講，多元取代芳香族化合物，環(huán)上取代基的列出次序原則與鏈烴相同，“由小到大”列出。例如:

在(8)中，從兩側(cè)編號的結(jié)果都有相同的和，但應(yīng)叫做“3-氯-5-溴苯甲酸”；在(9)中應(yīng)該是小的取代基先列出，所以應(yīng)叫做“5-甲基-2-異丙基環(huán)己酮”，而不是相反。

5 關(guān)于Z/E的選擇優(yōu)先還是取代基的位次優(yōu)先的問題

在對含有兩個以上雙鍵的多烯烴命名時，兩個雙鍵可能會出現(xiàn)不同的立體化學(xué)特征。中國化學(xué)會1980年命名原則中規(guī)定:“當(dāng)多烯烴主鏈的編號在遵循‘使雙鍵的編號盡可能小’的原則以外，若有選擇時，則規(guī)定編號由Z型雙鍵端開始”[9]。依作者理解，雙鍵是官能團，命名時首先要考慮官能團的位置號，而后才考慮取代基的位置號。例如:

就叫做3,3-二甲基-1-戊烯[8]，沒有優(yōu)先考慮取代基的位次。

下面是1999年某高校的試題:

“下列化合物的CCS(Chinese Chemical Society)名稱為:

A (2Z,4E)-4-叔丁基-2,4-己二烯 B (2E,4Z)-3-叔丁基-2,4-己二烯

C (2E,4E)-3-叔丁基-2,4-己二烯 D (2E,4Z)-4-叔丁基-2,4-己二烯”

此題后來在多個學(xué)校的考研題中出現(xiàn)。應(yīng)該如何選擇呢？很多人認(rèn)為是B，ChemDraw給出的也是類似B的英文名稱。但在ChemDraw給出的名稱中，如果從兩端編號相等，則是按照英文字母順序列出，即E在先；而如果不等，就是編號小的標(biāo)記在前，沒有CCS“有選擇時從Z-型雙鍵端開始”的說法。作者認(rèn)為，這里是二烯烴的漢語命名，雙鍵是該化合物的官能團，而含有官能團的化合物的命名首先要考慮官能團，在此基礎(chǔ)上再考慮取代基的位次。命名原則沒有說不對稱取代就沒有了選擇性。因此，可以認(rèn)為，一個取代基不應(yīng)該超越官能團的位次要求。此題從兩邊看編號都相等，可以說“有選擇”。那么，按照命名原則就應(yīng)該給Z-式雙鍵較小的位置號，即應(yīng)該選A。而選B的結(jié)果是將官能團的重要性放在了次要的取代基的后面，似乎是不合理的。作者認(rèn)為此題應(yīng)該選A。

本文就教學(xué)及輔導(dǎo)中遇到的幾個問題進(jìn)行討論，初衷是給學(xué)生一個清晰、明了的說法，使他們能夠規(guī)范地學(xué)習(xí)、考試。但愿這些問題能夠引起同行的關(guān)注，尤其是在考研試卷中，盡量少出現(xiàn)學(xué)生難以把握的問題，這樣便于學(xué)生規(guī)范地復(fù)習(xí)和掌握知識。

[1] 王佩華.海南師范學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,18(1):58

[2] 夏春風(fēng).武警學(xué)院學(xué)報,2006,22(5):95

[3] 王永梅,王桂林.有機化學(xué)提要、例題和習(xí)題.天津:天津大學(xué)出版社,1999

[4] 有機化學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)小組.有機化學(xué)解題指導(dǎo).北京:高等教育出版社,1995

[5] 戴子浠.有機物國際命名.北京:中國石化出版社，2004

[6] 惲魁宏.有機化學(xué).北京:人民教育出版社,1982

[7] 丁新騰，黃乃聚.有機化學(xué)——綱要/習(xí)題/解答.北京:高等教育出版社,1982

[8] 邢其毅，裴偉偉，徐瑞秋，等.基礎(chǔ)有機化學(xué).第3版.北京:高等教育出版社,2005

[9] 科學(xué)出版社.英漢化學(xué)化工詞匯.第3版.北京:科學(xué)出版社,1984