新議有機(jī)化合物中各類常見雙鍵的命名

王朝霞 羅千福

摘要： 各類雙鍵是有機(jī)化合物中常見且非常重要的基團(tuán)，它們的命名無論是在高中還是大學(xué)化學(xué)教學(xué)中都會(huì)廣泛涉及?；谛掳l(fā)布的《有機(jī)化合物命名原則2017》，通過與1980版命名原則的對(duì)比，淺析碳碳、碳氧、碳氮、氮氮等雙鍵在相應(yīng)化合物中命名的變化與新特點(diǎn)，以便有助于廣大師生能盡快掌握新的有機(jī)化合物命名原則，做新原則積極的傳播、使用與踐行者。

關(guān)鍵詞： 有機(jī)化合物命名原則; 母體氫化物; 雙鍵的命名; 特性基團(tuán)

文章編號(hào)： 10056629（2019）4008904中圖分類號(hào)： G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

有機(jī)化合物中常見的雙鍵有碳碳、碳氧、碳氮以及氮氮雙鍵等，無論是在高中還是大學(xué)化學(xué)教學(xué)中都非常重要。隨著《有機(jī)化合物命名原則2017》的發(fā)布，含有此類雙鍵的化合物名稱有的已悄然改變[1， 2]，這就要求廣大教師必須盡快擺脫慣性思維，學(xué)習(xí)并正確掌握“新原則”，與時(shí)俱進(jìn)，用這一規(guī)范的化學(xué)語言進(jìn)行課堂教學(xué)、教材編寫、論文撰寫及學(xué)術(shù)交流，做“新原則”積極的傳播、使用與踐行者。事實(shí)上，80版原則實(shí)行了30多年[3， 4]，早已深入人心，新原則替代舊原則是個(gè)循序漸進(jìn)的過程，很難一蹴而就，但是教學(xué)就是要不斷實(shí)踐探索，吐故納新。為此，本文著眼于有機(jī)化學(xué)教學(xué)中幾種常見的雙鍵，通過實(shí)例詳細(xì)對(duì)比了它們?cè)谛屡f原則中的異同，相信廣大師生只要從中抓住要點(diǎn)，理解新、舊原則間的繼承與發(fā)展，就可以順利掌握運(yùn)用新的原則。

1 碳碳雙鍵在有機(jī)化合物中的命名

在我國(guó)，無論是中學(xué)還是大學(xué)的教材，有機(jī)化學(xué)大多以官能團(tuán)為主線進(jìn)行編排。對(duì)碳?xì)浠衔锒?，碳碳雙鍵一直都被認(rèn)為是烯烴的官能團(tuán)。2017底，中國(guó)化學(xué)會(huì)對(duì)有機(jī)化合物命名原則進(jìn)行了修訂，主要變化有： 以母體氫化物的名稱統(tǒng)一處理碳?xì)浠衔锖推渌s原子氫化物的命名;以特性基團(tuán)代替官能團(tuán)。盡管新原則仍默認(rèn)“官能團(tuán)”這一名稱，并近似為“特性基團(tuán)”的俗名，然而，在“特性基團(tuán)類型的高位（優(yōu)先）次序”中已經(jīng)沒有碳碳雙鍵，它僅僅作為官能性的基團(tuán)進(jìn)行命名。僅含碳、氫兩種元素的烴類化合物屬于母體氫化物，多以取代法進(jìn)行命名，其名稱由母體氫化物名稱與前綴或后綴組成。

1.1 碳碳雙鍵以后綴的形式表達(dá)

2017新原則規(guī)定： 鏈狀烴類化合物主鏈的選擇取決于鏈長(zhǎng)，與不飽和度無關(guān)。這一新的規(guī)定，打破了傳統(tǒng)的烷烴、烯烴、炔烴等的命名法。在烴類化合物的命名中，碳碳雙鍵如果在主鏈上，是相應(yīng)烷烴脫氫產(chǎn)生的，則以后綴的形式表達(dá)，將其后綴“烷”改為“烯”，如果還有三鍵，就改為烯炔，“炔”字在后。當(dāng)“烯”作為后綴出現(xiàn)時(shí)，化合物編號(hào)首先保證雙鍵位次組最低，再確保取代基位次組最低。如圖1化合物1，主鏈有5個(gè)碳，即“戊”，雙鍵在主鏈的1號(hào)位，后綴為“烯”，正確的名稱為3，3二甲基戊1烯。

對(duì)含碳碳雙鍵的環(huán)狀不飽和烴類化合物，命名時(shí)將“環(huán)某烷”中的后綴“烷”改為“烯”即可，如3甲基環(huán)己烯，環(huán)庚1，3二烯等。

與80版原則相比，新版原則在名稱的書寫上有兩點(diǎn)很明顯變化[5～7]： （1）表示雙鍵位次的數(shù)字插入位置變了，插入在其名稱“烯”之前;（2）表示主鏈碳原子個(gè)數(shù)的“戊”“環(huán)庚”等與名稱“烯”分開，緊挨取代基放置，并且中間沒有“-”相連，同時(shí)，名稱“烯”以后綴的形式表達(dá)。

不管是主鏈選取方式的改變，還是名稱書寫方式的改變，都源于2013“IUPAC首選名（preferred IUPAC name， PIN）”和“一般IUPAC名（general IUPAC name）”的概念[8， 9]。有機(jī)化合物命名的基本原則試圖與當(dāng)前國(guó)際命名原則保持一致，正是本次新原則制定的基本思想，“書同文，車同軌”，化學(xué)名稱的規(guī)范無疑有助于我國(guó)有機(jī)化學(xué)的國(guó)際學(xué)術(shù)交流。

1.2 碳碳雙鍵以前綴的形式表達(dá)

對(duì)鏈狀或環(huán)狀烴類化合物而言，如果雙鍵不在主鏈或主環(huán)上，則只能作為取代基、以前綴的形式進(jìn)行表達(dá)。如圖1化合物2，當(dāng)鏈的長(zhǎng)短作為主鏈的選取標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，母體不再是戊烯，而是己烷，雙鍵只能作為支鏈，以前綴“甲亞基”的形式表達(dá)。再如化合物3，圖中的數(shù)字表示主鏈及其編號(hào)，主鏈上的雙鍵以后綴“烯”的形式表示，支鏈上的雙鍵及三鍵均以前綴“乙烯基”“乙炔基”的形式給出。請(qǐng)注意，盡管化合物2以“烷”的形式命名，但這一化合物含有雙鍵，它仍然是一個(gè)官能性的基團(tuán)、具備烯烴該有的性質(zhì)，這一點(diǎn)是必須要清楚的。

對(duì)帶有特性基團(tuán)的化合物而言，碳碳雙鍵只能以前綴的形式表達(dá)。當(dāng)雙鍵在主鏈上時(shí)，需標(biāo)明位次，比如己3烯醛，當(dāng)雙鍵在支鏈上時(shí)，以取代基的形式表達(dá)，如圖1化合物4名稱為： 3烯丙基1氯己2，4二酮[10]。

1.3 碳碳雙鍵以熳環(huán)的形式表達(dá)

為便于中英文名稱的轉(zhuǎn)換，同時(shí)考慮在多環(huán)體系命名時(shí)的需要，新版原則增補(bǔ)了一個(gè)新的名稱“熳環(huán)”，并建議將其作為優(yōu)先名稱來命名含最大非累積雙鍵的不飽和環(huán)系化合物[11]。按此原則，環(huán)丙烯、環(huán)丁二烯、環(huán)戊二烯等可命名為環(huán)丙熳、環(huán)丁熳、1H環(huán)戊熳等。單環(huán)多烯、輪烯、并環(huán)多烯、雜環(huán)多烯等都可以以熳環(huán)的形式命名，對(duì)熳環(huán)中未連有雙鍵的碳，可視作該位上帶有額外的氫，如圖2化合物5，給予盡可能小的位次，用“1H”標(biāo)注（環(huán)內(nèi)標(biāo)注）;如果熳環(huán)結(jié)構(gòu)中氫化狀態(tài)有變化，也給予盡可能小的位次，如圖2化合物6，用“6，7二氫”標(biāo)注。熳環(huán)還可以命名含其他雙鍵的雜環(huán)體系，如圖2化合物7可以命名為1，3氧氮雜環(huán)戊熳。

熳環(huán)的適用范圍廣、通用性強(qiáng)，用熳環(huán)命名不僅簡(jiǎn)單，而且名稱與結(jié)構(gòu)間的對(duì)應(yīng)性強(qiáng)，不需特別記憶，簡(jiǎn)捷方便，值得推廣，但是，如果不掌握“熳”的基本概念，單從名稱里無法與碳碳雙鍵關(guān)聯(lián)起來。

2 碳氧雙鍵在有機(jī)化合物中的命名

2.1 碳氧雙鍵以后綴的形式表達(dá)

典型的碳氧雙鍵是指羰基，除此之外，羧酸、過氧羧酸、酰鹵、酸酐、酯、酰胺等羧酸衍生物中也含有碳氧雙鍵，它們均是有機(jī)化合物的特性基團(tuán)，對(duì)照2017版“特性基團(tuán)的高位（優(yōu)先）原則”，如果碳氧雙鍵處于最高位次，則以后綴的形式表達(dá)。

對(duì)照表1，圖1化合物4的最優(yōu)主體特性基團(tuán)是羰基，兩個(gè)羰基必須都置于主鏈，后綴為“二酮”，按照最低位次組原則進(jìn)行編號(hào)，羰基位于2，4位，命名為3烯丙基1氯己2，4二酮。圖3化合物8中，羰基為主體基團(tuán)，命名為3氯5羥基己醛。圖3化合物9有—COOH和—COCl，前者是主體特性基團(tuán)，后者只能以取代基的形式給出。

在對(duì)上述化合物進(jìn)行命名時(shí)，取代基的書寫順序值得關(guān)注。80版取代基書寫先后順序往往是以立體化學(xué)里的Cahn-Ingold-Prelog順序原則（CIP順序規(guī)則）排序?yàn)闇?zhǔn)，新版原則是按取代基英文字母順序依次出現(xiàn)的。原則不同，書寫結(jié)果就可能不同，對(duì)圖3化合物8而言，有OH和Cl兩個(gè)取代基，依CIP規(guī)則是Cl優(yōu)于OH，應(yīng)放在后面，命名為5羥基3氯己醛，但是依字母順序，Cl（chloro）>OH（hydroxyl），所以Cl放在前面，命名為3氯5羥基己醛;同樣，化合物10也是一個(gè)典型的例證，不再是3氧代4氯己醛，應(yīng)命名為4氯3氧亞基己醛。

2.2 碳氧雙鍵以前綴的形式表達(dá)

對(duì)羰基而言，當(dāng)它不是主體基團(tuán)時(shí)，就只能作為取代基，以前綴的形式給出。同一基團(tuán)，其前綴名稱與后綴名稱是有所區(qū)別的，常見的羰基結(jié)構(gòu)對(duì)照如表2所示。

化合物9中，COCl作為取代基，名稱為“氯羰基”?；衔?0中，主體基團(tuán)是醛羰基，所以，3號(hào)位的碳氧雙鍵只能以前綴的形式表示，由于羰基碳在主鏈中，這一結(jié)構(gòu)只能以“氧亞基”的形式放在前綴中，其名稱為4氯3氧亞基己醛。

3 氮氮雙鍵在有機(jī)化合物中的命名

HNNH在新規(guī)則中歸屬母體氫化物，命名為乙氮烯，偶氮化物和重氮化物是其常見的衍生物，盡管俗名仍可使用，然而，這類化合物能更系統(tǒng)地以取代操作法命名為母體乙氮烯氫化物或乙氮叉基的衍生物?；衔?1、12均是我們熟悉的R—NN—R′型偶氮化合物，前者R、 R′中無特性基團(tuán)，將其作為取代基以前綴形式給出，且其間無“-”相連;后者R′中有優(yōu)先特性基團(tuán)SO3H，則R—NN以取代基形式給出。

新規(guī)則將R—NN—X型化合物作為乙氮烯衍生物命名，如化合物13為苯乙氮烯磺酸鈉，而對(duì)形如R—N+2X-的重氮正離子化合物及重氮基團(tuán)（N2）連到一個(gè)碳原子的化合物，仍保留了原有的命名方式，如氯化苯重氮鹽、重氮甲烷等。

另外，常見的雙鍵還有碳氮雙鍵，比如醛酮與氨或伯胺反應(yīng)生成的亞胺化合物，與羥胺反應(yīng)生成的肟，與肼反應(yīng)生成的腙，與氨基脲反應(yīng)生成的縮氨脲等。

新版原則中，亞胺類化合物的命名更加靈活，以化合物14、 15為例，有三種常見的命名方法： （1）以氮烷（NH3）為母體氫化物，其所連基團(tuán)作為取代基以前綴形式給出，中間無“-”連接，如己亞基氮烷、乙亞基（甲基）氮烷;（2）以雙鍵中含碳的部分R為母體氫化物，“亞胺”以后綴的形式給出，如己烷1亞胺、N甲基乙烷亞胺;（3）命名為胺的亞基衍生物，如己亞基胺、N甲基乙亞基胺。在這三種方法中，前兩種從“母體氫化物”這個(gè)新概念衍生而來，第三種則仍保留了80版原則。

至于肟、腙、縮氨脲類物質(zhì)，盡管在主體上仍保留了80版原則，但細(xì)節(jié)方面的變化仍不可忽視。比如3戊酮的新名稱為戊3酮，其與羥胺、苯肼、氨基脲等縮合，其產(chǎn)物的新名稱相應(yīng)變?yōu)槲?酮肟、戊3酮苯腙和戊3酮縮氨基脲，變化細(xì)微，但與IUPAC原則一致，體現(xiàn)了我國(guó)系統(tǒng)命名法與國(guó)際規(guī)范化IUPAC命名法逐步接軌的趨勢(shì)，這也是我國(guó)有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域走向國(guó)際的趨勢(shì)。

綜上，本文基于典型實(shí)例，分別從有機(jī)化合物中常見的碳碳雙鍵、碳氧雙鍵、碳氮雙鍵和氮氮雙鍵入手，詳細(xì)分析、對(duì)比了新舊命名規(guī)則的異同點(diǎn)。吐故納新，進(jìn)一步總結(jié)了新規(guī)則的特色和需要注意的要點(diǎn)。希望為讀者學(xué)習(xí)掌握新版有機(jī)化合物命名規(guī)則提供幫助，方便大家進(jìn)一步的學(xué)習(xí)和交流。

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