Органическая химия: номенклатура и классификация углеводородов

3
ВВЕДЕНИЕ
Овладение научной терминологией – первый и непременный этап в изучении
любой науки. Без знания номенклатуры органических соединений не может обойтись ни один химик-органик: это язык, необходимый для общения друг с другом,
для обмена химической информацией.
Химическое название дает химику слово или ряд слов, однозначно указывающих на определенное вещество. Грамотный химик должен правильно называть органическое соединение по его структурной формуле, а также уметь составить структурную формулу по названию соединения.
Для графического написания химических соединений и химических реакций
используют различные химические формулы. Эмпирические формулы указывают
соотношение атомов элементов в соединении. В случае неорганических соединений
эмпирическая формула как правило достаточно идентифицирует их. В то же время
многие органические соединения имеют одинаковые эмпирические формулы.
Молекулярные формулы (брутто-формулы) указывают не только соотношение
атомов, но и их действительное число в молекуле. Например, молекулярным формулам С2Н4О2; С3Н6О3; С4Н8О4 соответствует одна и та же эмпирическая формула
СН2О.
В некоторых случаях определенная молекулярная формула отвечает более чем
одному соединению. Такие соединения называют изомерами.
Изомеры – соединения, имеющие одинаковый состав и соответственно одинаковые брутто-формулы, но проявляющие различные свойства.
Так, молекулярной формуле С4Н10 могут соответствовать два структурных изомера:
CH3-CH2-CH2-CH3
н-бутан
и
СH3-CH-CH3
CH3
изобутан
Углеводороду с брутто-формулой С9Н20 соответствует 35 изомеров, а у соединения С30Н62 может существовать 4 111 846 763 изомера.
Более полную информацию для описания различных органических соединений
дают структурные формулы.
Н Н Н
  
Н–С–С–С–Н
  
Н Н Н
Структурные формулы отражают взаимное положение атомов в молекуле и показывают порядок связи атомов друг с другом. Черточкой обозначается ковалентная
связь.
Эти формулы не показывают действительной трехмерной формы органических
молекул, они являются двухмерным изображением трехмерных объектов. Структурные формулы не могут дать информации об ориентации молекулы в простран-
4
стве. Однако такие формулы слишком громоздки и не всегда удобны, особенно при
изображении сложных молекул.
Очень удобной и широко используемой химиками-органиками является сокращенная структурная формула. Так, изображенный выше пропан можно записать:
СН3-СН2-СН3 или СН3СН2СН3
В ряде случаев для изображения углеводородов, т.е. соединений, содержащих
только атомы углерода и водорода, используют скелетные формулы, которые показывают взаимное расположение только углеродных атомов (углеродный скелет).
Например:
С–С–С–С
н-бутан
С–С–С

С
изобутан
При использовании скелетных формул следует помнить, что углерод в органических соединениях всегда четырехвалентен.
В современной химической литературе используются наименования органических соединений, основанные на различных номенклатурных системах. Это затрудняет освоение общих номенклатурных принципов и понимание соответствующих специальных текстов. Если бы даже удалось достичь строго единства номенклатуры во всех публикациях, все же еще надолго сохранится необходимость понимать работы, изданные за предыдущие годы. Поэтому неизбежно знакомство с основными принципами нескольких важнейших номенклатурных систем.
Исторически первой возникла так называемая тривиальная номенклатура, не
имеющая никакой основы (например, теории строения). Тривиальные названия соединений случайны и обычно отражают либо природные источники получения органических соединений (например, мочевина, молочная кислота, кофеин), либо способы их получения (серный эфир, пировиноградная кислота), либо имя открывшего
их ученого (кетон Михлера, реактив Иоцича).
Рациональная номенклатура основана на некоторых аспектах теории строения. Определенные классы соединений рассматриваются при этом с точки зрения
понятия о гомологических рядах (например, гомологического ряда метана, этилена, ацетилена и т.д.).
За основу берется название первого члена гомологического ряда, а все остальные члены этого ряда рассматриваются как соответствующие замещенные производные.
CH3
H-CH2-OH
карбинол
CH3-CH2-OH
метилкарбинол
CH3-CH-OH
и т.д.
диметилкарбинол
Как тривиальная, так и рациональная номенклатуры не универсальны. Они не
позволяют вывести однозначно наименование для любого произвольно выбранного
5
соединения. В случае тривиальной номенклатуры причина такой ограниченности
очевидна. Но и возможности рациональной номенклатуры исчерпываются быстро
по мере усложнения строения соединений. Тем не менее обе номенклатуры не потеряли своего значения и поныне из-за кратности или наглядности соответствующих
названий.
Научная, или систематическая номенклатура должна давать однозначное
название любому органическому соединению. Она должна также отвечать требованию обратимости, т.е. возможности однозначного перевода систематических наименований на язык классических структурных формул. Основы такой номенклатуры
были заложены в 1889 г. на Женевском конгрессе химиков (Женевская номенклатура). Позже эта номенклатура была усовершенствована на X конгрессе IUPAC в
Льеже (Льежская номенклатура 1930 г.) и на XIX конгрессе IUPAC (правила IUPAC 1957 г.). Последний вариант этих правил опубликованы в 1979 г. В настоящем
пособии эти правила будут рассматриваться как предпочтительные, исходя из необходимости международной унификации систематических названий органических
соединений.
Систематическая номенклатура основана на наименовании простейших неразветвленных алифатических и циклических углеводородов. Все остальные соединения рассматриваются как их производные, получаемые путем замещения одного или
нескольких атомов водорода какими-либо структурными фрагментами. Для уточнения местоположения этих заместителей существуют правила нумерации углеродных
атомов. Характер заместителей уточняется соответствующими приставками и окончаниями, перед которыми (по правилам IUPAC) приводятся числа, указывающие
положения заместителей (согласно правилам Женевской номенклатуры, при использовании окончаний эти цифры располагаются после окончания).
Органические соединения классифицируются на углеводороды, содержащие
только атомы углерода и водорода, а также их функциональные производные, в состав которых могут входить почти все элементы периодической системы.
В зависимости от строения углеродной цепи углеводороды можно разделить:
УГЛЕВОДОРОДЫ
АЛИФАТИЧЕСКИЕ
(ациклические)
алканы
алкены
алкины
ЦИКЛИЧЕСКИЕ
карбоциклические
алициклические

ароматические
гетероциклические
насыщенные
International Union of Pure and Applied Chemistry – Международный союз теоретической и прикладной химии.
6
Алифатические (ациклические) углеводороды представляют собой соединения
углерода и водорода с открытой целью углеродных атомов.
При замене атома водорода в углеводороде на другой атом или группу атомов,
образуются производные углеводородов, которые представляют собой различные
классы органических соединений.
Углеводороды и их производные с одним и тем же атомом - заместителем или
функциональной группой, образуют гомологические ряды.
Гомологический ряд – бесконечный ряд веществ, отличающихся друг от друга
на любое число групп СН2 (гомологическая разность), имеющих сходное строение
и сходные химические свойства.
Функциональные группы обладают характерной реакционной способностью и
определяют химическое поведение и принадлежность соединения к определенному
классу. При изучении любых функциональных производных углеводородов необходимо твердо знать название функциональных групп и связанных с ними классов монофункциональных соединений (табл. 1).
Органические вещества, содержащие две или более различные функциональные группы, называются соединениями со смешанными функциями.
аминоспирт;
H2NCH2CH2OH
CH3-C-CH2-CH2COOH
кетокислота;
O
HOCH2CH2COOH
оксикислота.
7
Таблица 1. Основные классы монофункциональных производных
углеводородов
Функциональная
группа
Название
-Hal
(F, Cl, Br, I)
-ОН
ГалогеноГидроксил
-О-
Оксидная
-SH
Сульфгидрильная
Сульфидная
-SS
Сульфо-
O
OH
O
Класс соединений
Примеры
Галогенопроизводные CH3Cl-хлорметан
С6H5Br - бромбензол
Оксисоединения
CH3OH- метанол
(спирты и фенолы)
С6H5OH - фенол
Простые эфиры
CH3-O-CH3 – диметиловый
эфир
Тиоспирты
CH3SH - метилмеркаптан
(меркаптаны)
Сульфиды
CH3-S-CH3
диметилсульфид
Сульфокислоты
C6H5SO3H - бензолсульфокислота
(-SO2OH)
C
Формил
O
Альдегиды
H
O
Кето(карбонильная)
Кетоны
СH3-C-CH2-CH3
O
метилэтилкетон
Карбоксил
Карбоновые кислоты
СH3COOH
кислота
–
Галогенангидридная
Карбоангидридная
Галогенангидриды
кислот
Ангидриды кислот
Сложноэфирная
Сложные эфиры кислот
Нитросоединения
Амины
CH3COOC2H5 - этилацетат
Металлорганические
соединения
Элементоорганические соединения
(CH3)2Zn – диметилцинк
OH
C
O
Hal
C
муравьиный альдегид
H
C O
C
O
H-C
O
O
C
СH3-C
O
Сl
уксусная
хлорангидрид уксусной
кислоты
(CH3CO)2O
ангидрид
–
уксусный
O
C
O
O-R
-NO2
NH2 , NH ,
N
С-Металл
(С-Ме)
С-элемент
(С-Э;
Энеметалл)
НитроАминоМеталлоЭлементо-
C6H5NO2 – нитробензол
CH3NH2 – метиламин
(CH3)3N – триметиламин
(CH3)4Si – тетраметилсилан
(C6H5)3P – трифенилфосфин
8
1. НОМЕНКЛАТУРА УГЛЕВОДОРОДОВ
Углеводороды – это наиболее простые по составу органические соединения, состоящие только из атомов углерода и водорода, общая формула которых СnHm.
Углеводороды различаются по строению углеродного скелета и по характеру
связей между углеродными атомами.
1.1.
АЛИФАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
1.1.1. АЛКАНЫ
Алканы (предельные, насыщенные, парафиновые углеводороды) представляют
собой углеводороды, в которых между атомами углерода имеются только одинарные ковалентные связи, а остальные валентности углерода заполнены водородными
атомами.
Общая формула гомологического ряда алканов CnH2n+2.
Родоначальником гомологического ряда алканов является метан. Общим номенклатурным признаком алканов является окончание – ан. Основой номенклатуры
алканов служит греческое название числа n с добавлением окончания – ан. Исключение составляют первые четыре члена ряда, для которых правила систематической
номенклатуры сохраняют классические тривиальные названия. Конкретные примеры названий алканов приведены в табл. 2.
Таблица 2. Номенклатура нормальных алканов (гомологический ряд метана)
n
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
20
30
40
Брутто-формула
СН4
С2Н6
С3Н8
С4Н10
С5Н12
С6Н14
С7Н16
С8Н18
С9Н20
С10Н22
С11Н24
С12Н26
С13Н28
С20Н42
С30Н62
С40Н82
Структурная формула
СН4
СН3-СН3
СН3СН2СН3
СН3СН2СН2СН3
СН3(СН2)3СН3
СН3(СН2)4СН3
СН3(СН2)5СН3
СН3(СН2)6СН3
СН3(СН2)7СН3
СН3(СН2)8СН3
СН3(СН2)9СН3
СН3(СН2)10СН3
СН3(СН2)11СН3
СН3(СН2)18СН3
СН3(СН2)28СН3
СН3(СН2)38СН3
Название
метан
этан
пропан
бутан
пентан
гексан
гептан
октан
нонан
декан
ундекан
додекан
тридекан
эйкозан
триакоптан
тетракоптан
9
Начиная с С4Н10 у каждого члена гомологического ряда алканов, появляются
структурные изомеры, простейшие из которых имеют тривиальные названия.
С
С-С-С-С
С-С-С
н-бутан
С
изобутан
С-С-С-С-С
С-С-С-С
С
изопентан
н-пентан
С-С-С
С
неопентан
Более сложные разветвленные системы называют либо по рациональной, либо
по систематической номенклатуре.
Если у атома углерода только одна из 4-х валентностей затрачена на связь с соседним углеродным атомом, то такие атомы углерода называются первичными, если 2 валентности – вторичными, если 3 – третичными и 4 – четвертичными.
Определите, каким из углеродных атомов в данном соединении являются первичными, какие вторичными, третичными или четвертичными.
CH3
СH3-CH2-C - CH-CH3
CH3-CH2 CH-CH3
CH3
При отщеплении от алканов атома водорода образуются частицы, имеющие неспаренные электроны, которые называются одновалентными радикалами или алкилами. Их обозначают R или Alk и называют по названиям углеводородов, из которых они образованы, меняя окончание –ан на –ил (см. табл. 3).
Более сложные радикалы называют нумеруя атомы углерода от углеродного
атома со свободной валентностью.
C
C
4 3 2 1
C-C-C-C-
3 2 1
C-C-C-
C
C
2,2-диметилбутил
2,2-диметипропил
(неопентил)
В рациональной номенклатуре алканы рассматриваются как производные метана, в котором атомы водорода замещены на соответствующие радикалы.
За основу берут атом углерода, имеющий наибольшее количество наиболее
простых заместителей. При построении названия радикалы располагаются по старшинству (в порядке возрастания их молекулярной массы) с указанием однотипных
заместителей префиксами ди -, три -, тетра -, а в конце названия ставится слово
метан.
10
Таблица 3. Названия наиболее часто встречающихся углеводородных радикалов
Радикал
Название
CH3-
Тривиальные
метил
По правилам IUPAC
метил
CH3-CH2-
этил
этил
CH3-CH2-CH2-
пропил
пропил
CH3-CH-CH3
изопропил)
метилэтил
CH3-(CH2)3-
бутил
бутил
CH3-CH-CH2-
изобутил)
2-метилпропил
втор-бутил)
1-метилпропил
трет-бутил)
диметилэтил
-CH2-
метилен)
метилиден
CH3-CH=
-
этилиден (-иден)
(CH3)2C=
-
изопропилиден
CH2=CH-
винил )
этенил
CH2=CH-CH2-
аллил)
2-пропенил
CH2=C-
изопропенил)
метилэтенил
(CH3)2CH-
CH3
CH3-CH2-CH-CH3
CH3
CH3-C-
; (CH3)3C-
CH3
CH3
 )
Эти тривиальные названия приняты правилами IUPAC в качестве систематических.
11
HC C -
ацетиленил
этинил
HC C-CH2-
пропаргил
2-пропинил
CH3-C C -
-
1-пропинил
Например:
CH2-CH3
CH3
CH3-C-CH2-CH2-CH3
CH3-C-CH2-CH3
CH3 - C - CH - CH2 - CH3
CH3
CH3
триметилэтилметан
триметил-втор-бутилметан
CH3
метилдиэтилпропилметан
CH3 CH3
Следует отметить, что рациональная номенклатура используется только для
названия несложных разветвленных алканов.
В систематической номенклатуре названия разветвленных алканов производятся от названий нормальных (неразветвленных) алканов, в молекулы которых
вместо атомов водорода введены соответствующие радикалы (боковые цепи). При
этом систематические названия строятся по следующим правилам.
1. Выбирают самую длинную неразветвленную цепь атомов углерода – главную цепь, которая и составляет основу названия.
2. Главную цепь нумеруют, начиная с того же конца, к которому ближе примыкает разветвление.
3. В названии цифрой (локантой) указывают место радикала-заместителя в
главной цепи, затем название заместителя и, наконец, название углеводорода, которому соответствует количество атомов углерода в главной цепи.
1
2
3
4
5
СН3 – СН – СН2 – СН2 – СН3
2-метилпентан
|
СН3
4. Перечисление заместителей ведется в алфавитном порядке (с 1979 г.), при
этом одинаковые заместители объединяются префиксами ди-, три-, тетра- и
т. д. (названия этих префиксов не участвуют в определении алфавитного порядка перечисляемых заместителей).
Следует иметь в виду, что в отечественной литературе принято помещать
локанты перед префиксами (приставками) и после суффиксов (окончаний).
СН3
4
5
6|
7
СН3 – СН2 – СН – СН2 – С – СН – СН3
1
2
3|
| 8|
|9
СН3 – СН – СН2
СН3 СН2 – СН3
|
СН3
12
2,6,6,7-тетраметил-4-этилнонан
Способ расположения заместителей в алфавитном порядке есть свой недостаток - на разных языках последовательность расположения будет различной.
CH3
2
1
CH3
3
4
5
CH2-CH3
6
CH3-CH-CH-CH2-CH-CH
7
2,5,8-триметил-3,6-диэтилнонан
8
9
CH2-CH-CH3
CH2-CH3
CH3
Обратите внимание, что умножающие приставки (префиксы) не принимаются
в расчет при определении алфавитном порядка, а название последнего заместителя
пишется слитно с основной (главной) цепью. Локанты записываются перед заместителями через черточку, между заместителями также ставится черточка.
Если в разветвленном углеводороде цепи равной длины, то в качестве главной
цепи выбирают ту, у которой наибольшее число разветвлений.
7
5
6
3
4
2
1
2,3,5-триметил-4-пропилгептан
СH3-CH2-CH-CH-CH-CH-CH3
CH3CH2CH3 CH3
CH2
CH3
Для случаев, когда заместитель сам представляет разветвленную цепь, то в
названии атомы углерода этого заместителя нумеруются самостоятельно.
1
CH3
CH3
2
3
4
6
5
7
8
CH3-CH2-CH-CH-CH2-CH-CH2-CH3
1 2
3,6-диметил-4-(1,1-диметилпропил)октан
3
CH3-C-CH2-CH3
CH3
1.1.2. АЛКЕНЫ
Алкены (непредельные или ненасыщенные углеводороды, олефины) представляют собой углеводороды, содержащие двойную углерод-углеродную связь.
Алкены образуют гомологический ряд общей формулы СnН2n, родоначальником которого является этилен СН2=СН2.
Как и у алканов, структурная изомерия алкенов начинается с гомолога, имеющего 4 атома углерода – бутена. В ряду алкенов, помимо изомерии углеродного скелета наблюдается еще один вид структурной изомерии – изомерия положения двойной связи в цепи. Поэтому количество структурных изомеров у алкенов значительно
превосходит количество изомеров у алканов.
Число углеродных ато-
Число изомеров
Число изомеров
13
мов атомов в углеводороде
4
5
6
7
8
9
алканов
2
3
5
9
18
35
алкенов
3
5
13
27
66
154
Как и в случае алкенов, при отрыве от молекулы одного атома водорода образуются одновалентные радикалы, которые называют по названиям исходных углеводородов, из которых они образованы добавление к корню суффикса –енил (см.
табл.3).
Для наименования алкенов применяют также три способа.
Тривиальные названия складываются следующим образом: к названию соответствующего радикала предельного углеводорода добавляют суффикс –ен (этилен, пропилен, бутилены).
В рациональной номенклатуре алкены рассматриваются как производные
этилена, образованные заменой атома водорода в его молекуле на соответствующие
радикалы. При этом возможны три случая:
а) молекула этилена имеет один радикал-заместитель
СН3-СН=СН2
метилэтилен
СН3-СН2-СН=СН3
этилэтилен
б) молекула этилена имеет два заместителя
При этом возможны два случая: оба заместителя находятся у одного углеродного атома (несимметричный) и два заместителя находятся у разных углеродных
атомов при двойной связи (симметричный):
СН3-СН2-С=СН2
|
СН3
несим. - метилэтилэтилен
СН3-СН2-СН=СН-СН3
сим. - метилэтилэтилен
в) молекула этилена имеет три или четыре заместителя. В этом случае атомы углерода при двойной связи обозначаются греческими буквами α- и β-. При этом α- придается тому углеродному атому, у которого два заместителя.
СН3 – С = СН – СН2 – СН3
|
СН3
α,α -диметил-β-этилэтилен
СН3 – СН2 – С = СН – СН3
|
СН3
α,β-диметил-α-этилэтилен
14
СН3 – СH2 - С = С – СН3
| |
СН3 СН2-СН3
α,β–диметил-α,β-диэтилэтилен
В случае одинаковых заместителей буквы α- и β- можно не указывать.
СН3 – С = СН – СН3
|
СН3
СН3 – СН2 – С = С – СН2 – СН3
|
|
СН3 – СН2 СН2 – СН3
триметилэтилен
тетраэтилэтилен
В этом случае заместители перечисляются в порядке увеличения их молекулярной массы (по старшинству).
В некоторых случаях при составлении рациональных названий алкенов за основу названия лучше взять метан:
СН3
|
Н2С = С – С – СН – СН3
|
|
|
СН3 СН3 СН3
диметилизопропенилизопропилметан
В систематической номенклатуре названия строятся следующим образом:
1. Выбирается главная цепь, за которую выбирают самую длинную цепь атомов
углерода с двойной связью.
2. Главную цепь нумеруют, начиная с того конца, к которому ближе двойная
связь.
3. В названии цифрой (локантой) указывают место радикала-заместителя, затем
название углеводорода, которому соответствует количество атомов углерода
в главной и цепи, меняя окончание -ан на -ен и, наконец, цифру, указывающую на положение двойной связи.
1
2
3
4
5
6
7
8
СН3 – СН = С – СН2 – СН – СН2 – СН – СН3
|
|
|
СН3 – СН2
СН3
СН3
5,7-диметил-3-этилоктен-2
Правила IUPAC не строго регламентируют место цифры (локанта), указывающей положение двойной связи. Её ставят вслед за суффиксом “ен” или выносят вперед, ставя перед корнем слова, но после префиксов, обозначающих заместители.
15
6
5
4
3
CH3-CH-CH2-CH-CH2-CH2-CH3
2
1
CH=CH2
CH3
5-метил-3-пропилгексен-1
или 5-метил-3-пропил-1-гексен
Для диенов сохраняются следующие тривиальные названия:
Н2С = С = СН2
СН2 = СН – СН = СН2
аллен
(пропадиен)
дивинил
(бутадиен-1,3)
СН2 = С – СН = СН2
|
СН3
изопрен
(2-метилбутадиен-1,3)
Присутствие нескольких двойных связей (двух, трех, четырех и т.д.) обозначается соответственно окончаниями –адиен, -атриен, -атетраен и т.д., помещая в
начале или в конце цифры, обозначающие положение двойных связей.
1
2
3
4
5
6
7
CH2=CH-CH-C=CH-CH=CH2
CH3CH=CH2
4-винил-3метилгептатриен-1,4,6
или 4-винил-3-метил-1,4,6-гептатриен
1.1.3. АЛКИНЫ
Алкины (ацетиленовые углеводороды) – это углеводороды, содержащие тройную углерод-углеродную связь.
Алкины образуют гомологический ряд общей формулы СnH2n-2 родоначальником которого является ацетилен СН ≡ СН.
В рациональной номенклатуре алкины называют аналогично алкенам, беря за
основу ацетилен:
СН3 – С ≡ СН
метилацетилен
СН3 – С ≡ С – СН3
диметилацетилен
СН3 – С ≡ С – СН2СН3 метилэтилацетилен
В систематической номенклатуре названия строятся по тем же правилам, что
и для алкенов с заменой окончания –ан на –ин.
СН3
|
СН3 – С ≡ С – СН – С – СН – СН2 – СН3
|
|
|
СН3 – СН2 – СН2 СН3 СН2 – СН3
5,5-диметил-4-пропил-6-этилоктин-2
Углеводороды, имеющие как двойные, так и тройные связи, получают суффиксы –енин; -диенин; -ендиин; и т. д. При прочих равных условиях наименьший номер
(локанту) дают атомам при двойной связи. Согласно правилам IUPAC, цифры, ука-
16
зывающие положение двойных, ставят перед названиями главной цепи, цифры же,
указывающие положение тройных связей, перед соответствующими окончаниями.
СН ≡ С – СН2 – СН = СН2
пентен-1-ин-4
(или 1-пентен-4-ин)
СН ≡ С – СН = СН – СН = СН2
гексадиен-1,3-ин-5
(или 1,3-гексадиен-5-ин)
Примеры:
СН3 – СН – С ≡ СН
|
СН3
3-метилбутин-1;
изопропилацетилен
СН2 = С – СН2 – С ≡СН 2-метилпентен-1-ин-4 (или 2-метил-1-пентен-4-ин);
|
несим.-метилпропаргилэтилен
СН3
СН3
|
СН3 – С – СН = СН – СН2 – СН – СН3 2,2,6-триметилгептен-3;
|
|
сим.-изобутил-трет-бутилэтилен
СН3
СН3
СН3 – СН2 – С = СН – СН2 – СН = СН2 5-этилгептадиен-1,4;
|
α,α-диэтил-β-аллилэтилен
СН3 – СН2
СН3
СН3
|
3 4
|
СН3 – СH2 – СН - C= С – СН – СН2 – СН3
1
2 |
|5 6
СН2=СH С ≡СН
1.2.
3,4-бис(1-метилпропил)1,3-гексадиен-5-ин
ЦИКЛИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
1.2.1. АЛИЦИКЛИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
Алициклические – насыщенные карбоциклические углеводороды (циклоалканы, циклопарафины) называют добавляя префикс цикло- к названию соответствующего нормального алкана с тем же числом атомов углерода.
17
CH2
CH2 CH 2
CH3
циклопропан
метилциклопентан
Если имеется несколько заместителей в кольце, то главная цепь (цикл) нумеруется так, чтобы сумма всех номеров была минимальна.
CH3
CH3
CH3
1,2,4-триметилциклогексан
Однако при большой длине и сложности боковой цепи такой способ не совсем
удобен. В этих случаях открытую цепь называют по правилам систематической номенклатуры, а цикл рассматривают, как заместитель в главной цепи.
CH2 CH2 CH CH3
CH3
3-метил-1-циклопентилбутан
Названия радикалов алициклических углеводородов строятся так же, как и алканов, добавляя префикс цикло- (либо меняя окончание –ан в циклоалканане на –
ил).
2'
1'
CH3
1
2
3
CH2 CH CH2
CH CH3
CH3
4
5
CH CH3
CH3
2-изопропил-4-метил-1-(2’-метилциклогексил)пентан
К алициклическим углеводородам относятся также и циклоалкены.
Названия таких соединений строятся добавлением префикса цикло- к названию
соответствующего алкена или алкина.
Для обозначения положения кратных связей и заместителей атомы углерода
цикла нумеруются так, чтобы положение кратных связей обозначалось бы меньшими локантами.
18
CH3
CH3
1
2
3
4
4-метилциклогексен
1
2
CH3
1,3-диметилциклогексадиен-1,4
(или 1,3-диметил-1,4-циклогексадиен)
3
CH2 CH2 CH
4
CH3
CH3
3-(4-метилциклогексил)-1-(циклопентадиен-2,4-ил)бутан
CH3 CH3
CH3
3,5,5-триметилциклогексен-1 (или 3,5,5-триметил-1-циклогексен)
К алициклическим углеводородам относятся также соединения, имеющие в
своем составе два и более циклов. При этом для бициклических углеводородов возможны три случая:
 два цикла имеют один общий атом углерода (спирановая система);
 два цикла имеют два общих соседних атома углерода (конденсированная система);
 общими для двух колец являются три и более атомов углерода (мостиковая
система).
Спираны (spira – извилина, лат.), имеющие только два алициклических кольца,
называют, помещая префикс спиро перед наименованием углеводорода, имеющего
соответствующее число углеродных атомов. Число атомов углерода, связанных со
спирановым атомом (общим для двух колец) в каждом из колец указывают цифрами, которые помещают в квадратных скобках между префиксом спиро и названием
углеводорода. Цифры располагаются в порядке возрастания и разделяются запятой.
спиро[2,3]гексан
спиро[3,4]октан
Заметим, что сумма цифр в скобках на единицу меньше общего числа углеродных атомов.
В случае необходимости углеродные атомы нумеруют последовательно, начиная с ближайшего к спиро-атому углеродного атома меньшего кольца, проходя по-
19
сле спиро-атома большее кольцо в таком направлении, чтобы заместители и кратные связи получали наименьшие локанты.
CH3
CH3
4
5
5
1
1
2
6
4
7
CH3
3
3
6
2-метилспиро[3,3]гептан
7
6
1
2
4
3
2
7
1,4-диметилспиро[2,4]гептан
8
5
9
10
спиро[4,5]декадиен-1,6
С точки зрения номенклатуры конденсированные и мостиковые системы состоящие из двух циклов можно объединить в бициклоалканы.
Простейшим бициклоалканом является:
CH2
HC CH
CH2
третичные С-атомы
называют узловыми
Такие соединения называют как и алканы с тем же числом углеродных атомов с
добавление префикса бицикло. Число атомов углерода в каждом из трех мостиков
указывают в квадратных скобках между префиксом бицикло и названием углеводорода. Цифры располагают в порядке уменьшения и отделяют друг от друга точками.
бицикло[1,1,0]бутан
бицикло[3,2,1]октан
Заметим, что сумма цифр в скобках на два меньше, чем общее число атомов углерода, указанное в названии соединения.
Бициклические системы нумеруют, начиная с одного из узловых атомов и ведя
нумерацию по самому длинному пути к другому узловому атому, далее идут по следующему по длине пути к первому узловому атому, затем нумеруют оставшуюся
часть. Другими словами, первой нумеруется самая длинная цепь, а последней – самая короткая (мостик).
20
1
9
2
CH2 CH CH2
10
3
8
CH2 CH2
CH2 11
4
CH2 CH2
7
6
CH2 CH
5
CH2
Узловые атомы: 1 и 6
Самый длинный путь: 1-2-3-4-5-6
Следующий по длине путь: 6-7-8-9-1
Остальная часть: 1-10-11-6
Ненасыщенные бициклы называют аналогично, причем при возможности выбора, ненасыщенным атомам придают меньшие номера.
6
1
2
5
4
3
CH2 CH CH
7
CH2
CH2 CH CH
бицикло[2,2,1]гептен-2
1.2.2. АРОМАТИЧЕСКИЕ УГЛЕВОДОРОДЫ
Ароматические углеводороды (арены) обладают свойствами, отличными от
свойств алициклических соединений, и составляют особую ветвь в классификации
органических соединений.
Наиболее распространенными аренами являются бензол и его производные.
По правилам IUPAC за многими замещенными бензолами закреплены тривиальные названия. Например:
CH3
CH CH2
CH3 CH CH3
толуол
(метилбензол)
стирол
(винилбензол)
кумол
(изопропилбензол)
Положение заместителей в бензольном кольце становится существенным, когда имеются два и большее число заместителей.
Для обозначения полизамещенных бензолов используют две системы:
1. Если в бензольном кольце имеются два заместителя, то для обозначения положения второго заместителя относительно первого используются префик-
21
сы: орто- (о-), мета- (м-) и пара- (п-). Ниже в молекуле толуола указаны
положения бензольного кольца относительно метильной группы:
CH3
о-
o-
м-
м-
пТак, существует три изомерных диметилбензола:
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
о-ксилол
м-ксилол
п-ксилол
2. Если в бензольном кольце имеется более двух заместителей, то их положения обозначаются цифрами (локантами). При этом нумерацию бензольного
кольца проводят так, чтобы сумма всех локантов была наименьшая:
CH3
CH3
CH3CH2
CH2CH3
CH3
CH3
1,2,4-триметилбензол
2-метил-1,3-диэтилбензол
(или 2,6-диэтилтолуол)
В случае разных заместителей их названия перечисляются в алфавитном порядке, при этом префиксы о-, м- и п- в определении алфавитного порядка не учитываются.
Ряд полизамещенных бензолов также имеют тривиальные названия, например:
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3 CH CH3
мезитилен
(1,3,5-триметилбензол)
п-цимол
(1-изопропил-4-метилбензол;
4-изопропилтолуол)
22
При удалении атома водорода от ароматического углеводорода образуются одновалентные радикалы – арилы ( Ar); названия важнейших радикалов, рекомендованные правилами IUPAC, приведены в табл.4.
Система из двух бензольных колец, связанных между собой σ–связью называется бифенилом. Нумерация бензольных колец в этом случае фиксирована:
3'
4'
5'
2'
2
1
1'
3
6'
5
6
4
бифенил
Таблица 4. Названия важнейших ароматических радикалов (арилов),
рекомендованные правилами IUPAC
Радикалы
Название
Радикалы
фенил
Название
тритил
(трифенилметил)
С
CH3
H3C
п-толил
H3C
мезитил
CH3
H3C
H3C
м-толил
1-нафтил
(или нафтил-1)
о-толил
2-нафтил
(или нафтил-2)
о-фенилен
CH2
бензил
CH
бензилиден
м-фенилен
стирил
п-фенилин
CH2=CH
CH
бензгидрил
(дифенилметил)
Замещенные бифенилы получают названия с минимальным набором локантов,
при этом цифра без штриха считается меньшей.
23
CH3
CH3
2'
3'
CH3 4'
1'
5'
3
CH3
4
1
6'
CH3
2
2,3,3',4',5'-пентаметилбифенил
5
6
В случае конденсированных систем нумерация колец также фиксирована,
например:
7
2
6
3
СH3
СH3
4
5
нафталин
2-метилнафталин
6
9
8
1
5
7
2
6
3
10
5
11
1
10
фенантрен
12
1
2
8
3
6
9
2
4
9
7
8
3
антрацен
10
7
4
5
терацен
(нафтацен)
4
2. ПРОИЗВОДНЫЕ УГЛЕВОДОРОДОВ
2.1.
ГАЛОГЕНОПРОИЗВОДНЫЕ
Галогенопроизводные могут быть алифатическими, алициклическими и ароматическими, предельными и непредельными.
Простейшие галогенпроизводные называют беря за основу либо название радикала, либо галогена (“полутривиальные” названия):
CH3-CH2-Br
этилбромид (бромистый этил)
CH3-CH-CH3 изопропилхлорид (хлористый изопропил)

Cl
24
CH2=CH-CH2-Cl аллилхлорид (хлористый аллил)
С6H5CH2Cl
бензилхлорид
В систематической номенклатуре галогенопроизводные называют подобно
разветвленным углеводородам с указанием цифрой (локантой) места галогена в цепи. Нумерация атомов углерода цепи или цикла проводится так, чтобы галоген получил наименьший номер. Если цепь ненасыщена, то предпочтение в нумерации отдается центрам ненасыщенности.
С–С–С–С

Cl
2-хлорбутан
CH2=CH-CH2-Cl
СH3
С–С–С–С
 
C Cl
2-метил-3-хлорбутан
С–С–С–С–С
 
Br Br
2,3-дибромпентан
3-хлорпропен-1
Br
1-Бром-2-метилциклобутан
При наличии различных заместителей они перечисляются в алфавитном порядке:
Br – CH – CF3 2-бром-1,1,1-трифтор-2-хлорэтан

(галотан - средство для ингаляционной анестезии)
Cl
Аналогично для ароматических галогенопроизводных:
25
Br
Cl
1-бром-3-хлорбензол
(или м-хлорбромбензол)
F
Сl
H3C
3-фтор-4-хлортолуол
Br
3-(4-бромфенил)-1-хлорбутан
3-(п-бромфенил)-1-хлорбутан
C C-C-C-Cl
Br
1-бром-5-хлорнафталин
Cl
В случае сложных заместителей используются префиксы бис-, трис-, тетракис-:
CH2CH2Cl
Cl
CCl 3
СH
CH2CH2Cl
Cl
CH2CH2Cl
1,1,1-трихлор-2,2-бис
(4-хлорфенил)этан
(инсектицид ДДТ)
1,2,4-трис(2-хлорэтил)бензол
2.2.
СПИРТЫ И ФЕНОЛЫ
Спирты и фенолы – это производные углеводородов, имеющие в своем составе
гидроксильную группу (-ОН)
26
Простейшие спирты часто называют по названию радикала, с которым связан
гидроксил:
СН3-ОН метиловый спирт
СН3-СН-СН3 ; (СН3)2СН-ОН изопропиловый спирт

(но не изопропанол)
ОН
СН3

СН3-С-OH ; (СН3)3-ОН

СН3
трет-бутиловый спирт
Для некоторых спиртов сохраняются тривиальные названия:
СН2=СН-СН2-ОН аллиловый спирт
НС  С-СН2-ОН
пропаргиловый спирт
С6H5СН2ОН ; PhCH2OH бензиловый спирт
НО-СН2-СН2-ОН
этиленгликоль
Рациональная (карбинольная) номенклатура – спирты рассматриваются как
производные метилового спирта, в котором атомы водорода замещены на радикалы.
При написании названий спиртов заместители располагаются по старшинству (т.е. в
порядке возрастания молекулярной массы).
СН3-ОН карбинол (метиловый спирт)
СН3-СН2-ОН метилкарбинол
СН3

СН3-С-СН2-СН3 диметилэтилкарбинол

ОН
С6Н5-СН-СН3 метилфенилкарбинол

ОН
27
CH3
C-CH2
метилфенилбензилкарбинол
OH
CH3
СH2=CH-CH2-C-CH2-CH2-CH3
метилаллилпропилкарбинол
OH
Систематическая номенклатура – спирты называют по самой длинной углеродной цепи, добавляя к названию углеводорода окончание –ол. Цепь нумеруют
так, чтобы НО-группа получила по возможности низкий номер.
5
4
3
2
1
С–С–С–С–С


С
ОН
4
3
2
4-метилпентанол-2 или
4-метил-2-пентанол
1
С – С = С – СН2ОН

СН3
6
5
4
3
2
2-метилбутен-2-ол-1 или
2-метил-2-бутенол-1
1
С – С – С = С – С – С – ОН


ОН
ОН
гексен-3-триол-1,2,5
Br
8
7 6
5
4
3
2
1
CH3-C=CH-CH-CH2-CH-CH2-CH3


ОН
ОН
7-бром-6-октендиол-3,5
Фенолы – производные ароматических углеводородов, в которых НО-группа
находится в ароматической кольце.
Простые фенолы чаще всего сохраняют тривиальные названия:
OH
СH3
OH
CH3
CH3
СH3
OH
фенол
о-крезол
м-крезол
OH
OH
CH3-CH-CH3
п-крезол
тимол
(5-метил2-изопропилфенол)
28
OH
OH
-нафтол
-нафтол
Простейшие двухатомные фенолы: также сохраняют тривиальные названия
OH
OH
OH
OH
OH
OH
пирокатехин
резорцин
гидрохинон
Замещенные фенолы называются подобно другим производным ароматических
углеводородов:
Br
CH2-OH
CH2-CH2-OH
OH
OH
OH
n-бромфенол
4-бромфенол
м-гидроксиметилфенол
3-гидроксиметилфенол
(3-гидроксифенол)карбинол
м-(-гидроксиэтил)фенол
3-(2-гидроксиэтил)фенол
2-(3’-гидроксифенил)этанол
Названию НО-группы спиртов и фенолов в сложных системах соответствует
приставка гидрокси- (окси-) к названию основы соответствующего соединения.
2.3.ПРОСТЫЕ ЭФИРЫ
Согласно рациональной номенклатуре простые эфиры называют по названиям радикалов, связанных с эфирным кислородом, с добавлением слова «эфир»:
СН3-О-СН3
диметиловый эфир
С2Н5-О-С2Н5
диэтиловый эфир
СН3-О-С2Н5
метилэтиловый эфир
O
дифениловый эфир
29
Простые эфиры в систематической номенклатуре называют как производные
углеводородов. Прибавляя к названию углеводорода приставку алкокси - (RO) или
арилокси - (ArO). За основу соединения принимают старший компонент.
RO- алкокси-группы
ArO- арилоксигруппы
Названия алкокси- и арилокси- групп образуются из названия радикала и окончания окси-.
С – С – С – С – С – О – пентилокси
С = С – С – О – аллилокси
Простейшие алкокси- и арилокси- группы имеют сокращенные названия; образующиеся путем замены окончания –ил в радикале на окончание –окси:
СH3O метоксиC2H5O этоксиCH3CH2CH2O - пропокси(CH3)2CHO изопропоксиCH3(CH2)3O бутокси
(CH3)2CHCH2O - изобутокси
CH3–CH2-CH-O - втор-бутокси

CH3
C6H5O- фенокси
Так, метилэтиловый эфир можно назвать:
СН3 - О - С2Н5 метоксиэтан (за основу названия выбирают старший компонент).
СН3О – СН2 – СН2 – СН – СН3

СН3
1-метокси-3-метилбутан
OH
СН3 – О – СН2 – СН2 – О – СН3
1,2-диметоксиэтан
O-CH3
O-C2H5
OC2H5
3-этоксифенол;
м-этоксифенол
метоксибензол;
метилфениловый эфир
(анизол)
этоксибензол;
этилфениловый эфир
(фенетол)
30
O-CH3
O
NO2
CH3
1-(циклопропилокси)-3-циклогексен
2.4.
3-нитро-4-метиланизол
(в основу названия положено тривиальное название метилфенилового эфира)
АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ
Функциональной группой общей для альдегидов и кетонов является карбонильная группа
–С–
║
О
В альдегидах она находится на конце цепи, в кетонах – внутри цепи.
Альдегиды называют либо по тривиальной номенклатуре с использованием
тривиальных названий кислот, в которые они переходят при окислении, либо по систематической номенклатуре – прибавляя суффикс аль- к названию соответствующего углеводорода с самой длинной углеродной цепью, включающей карбонильную группу:
СН2О муравьиный альдегид (формальдегид); метаналь
СН3СНО уксусный альдегид; (ацетальдегид); этаналь
СН3СН2СНО пропионовый альдегид; пропаналь
СН3СН2СН2СНО масляный альдегид; бутаналь
СН3СНСНО изомасляный альдегид; метилпропаналь

СН3
СН3СН2СН2СН2СНО валериановый альдегид; пентаналь
СН3СНСН2СНО изовалериановый альдегид; 3-метилбутаналь

СН3
СН3СН2СНСНО

СН3
2-метилбутаналь
31
СН3

СН3 – С – СНО

СН3
2,2-диметилпропаналь
СН3 - СН = СН - СНО кротоновый альдегид; 2-бутеналь
CHO
бензальдегид
Поскольку карбонильная группа в альдегидах всегда находится на конце цепи,
ее положение локантой не указывается; нумерация углеродных атомов начинается с
карбонильного углерода альдегидной группы:
6
5
4
3
2
1
5
С–С–С–С–С–С=О


С
Н
3-метилгексаналь
1
2
3
4
5
4
3
2
1
С–С=С–С–С=О


С
Н
4-менилпентен-3-аль
6
О=С–С–С–С–С–С=О


Н
Н
гександиаль
Если альдегидная группа находится в боковой цепи, то ее называют, используя
префикс “формил” или “формилалкил”:
5
4
3
2
1
С – С – С – С – СООН 3-формилпентановая кислота

СНО
8
7
6
5
4
3
2
1
С – С – С – С – С – С – С – С = О 4-(формилметил)октаналь


СН2СНО Н
O
C
COOH
H
4-формилциклогексан-
O2N
CH-CHO
CH3
2-(4-нитрофенил)пропаналь
32
карбоновая кислота
Названия кетонов в систематической номенклатуре образуют, прибавляя
окончание (суффикс) –он к названию соответствующего углеводорода:
1
2
3
4
5
С–С–С–С
║
О
бутанон-2
6
5
4
4
3
2
1
С=С–С–С–С
║
О
пентен-4-он-2
3
2
1
2
3
4
5
С–С–С–С–С
║
║
О
О
пентандион-2,4
1
С = С – СО – С – С – С
│
║
С–С
О
5-этилгексен-5-дион-2,4
В рациональной номенклатуре названия кетонов образуют, перечисляя радикалы при кетогруппе в порядке возрастания сложности и в конце названия ставят
слово “кетон”:
СН3 – С – СН3
║
О
СН3 – С – СН2СН3
║
О
диметилкетон
метилэтилкетон
C
CH3
O
фенил-п-толилкетон
Карбоциклические кетоны с кетогруппой в боковой цепи называют по радикалам; кроме того, допускаются названия по алифатическому кетону или по циклической структуре. В последнем случае боковая цепь называется как остаток кислоты
(см. раздел 2.5.). Название имеет окончание – офенон или –онафтон (допускается
только для бензола и нафталина):
CH2-C-CH2-CH3
O
этилбензилкетон;
1-фенилбутанон-2
C-CH2-CH2-CH3
O
пропилфенилкетон;
1-фенилбутанон-1;
бутирофенон
33
Если в соединении имеется другая группа, имеющая преимущество в перечислении как главная, то для обозначения группы -С=О используется приставка оксо-:
COOH
CH3
CH3-C-CH2-CH2-CH-COOH
O
O
2-метил-5-оксогексановая кислота
4-оксоциклогексанкарбоновая кислота
Согласно правилам IUPAC для некоторых кетонов допускаются тривиальные
названия:
O
CH3-C-CH3
C=CH-C-CH3
CH3-C - C-CH3
O
окись мезитила
(4-метил-3-пентенон-2)
O O
C
C
H
O
ацетон
C-CH3
O
Ацетофенон
O
Бензофенон
2.5.
диацетил
C
O O
Бензил (дибензоил)
КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ
Функциональной группой карбоновых кислот является карбоксильная группа
(карбоксил)
–С=О
│
ОН
Систематические названия кислот образуются из названий соответствующих
углеводородов, прибавляя окончание –овая кислота. Название углеводорода определяется самой длинной цепью атомов углерода, включая атом углерода карбоксильной группы, при этом нумерация главной цепи начинается с углерода карбоксила.
В практике органической химии широкое применение имеют тривиальные
названия кислот, а также их радикалов и производных.
34
В табл. 5 приведены тривиальные названия наиболее часто встречающихся
моно- и дикарбоновых кислот и их радикалов (ацилов), разрешенные к употреблению правилами IUPAC.
При использовании систематической номенклатуры в качестве локантов используются цифры, а при использовании тривиальных названий – греческие буквы,
причем -положением считается соседнее с карбоксильной группой.
Например:


СН3-СН2- СН –СН2 – С = О 3-хлорпентановая кислота или
│
│
-хлорвалериановая кислота
Cl
ОН
 
СН3-СН-СН2-СООН
3-гидроксибутановая кислота или

-гидроксимасляная кислота
ОН
Таблица 5. Названия важнейших карбоновых кислот и их радикалов (ацилов),
разрешенные к применению правилами IUPAC.
Формула кислоты
Названия кислоты
Формула
Название
радикала
радикала
Тривиальное
Системати(ацила)
(ацила)
ческое
НСООН
муравьиная
метановая
HCOформил
СН3СООН
уксусная
этановая
CH3COацетил
СН3СН2СООН
пропионовая
пропановая
СН3СН2СОпропионил
СН3(СН2)2СООН
масляная
бутановая
СН3(СН2)2СОбутирил
(СН3)2СНСООН
изомасляная
2(СН3)2СНСОизобутирил
метилпропановая
СН3(СН2)3СООН
валериановая
новая
СН3(СН2)3СОвалерил
пентановая
(СН3)2СHСН2СООН изовалериано3(СН3)2СHСН2СО- изовалериал
35
вая
метилбутановая
(СН3)3ССООН
пивалиновая 2,2-диметил(СН3)3ССОпивалоил
пропановая
СН3(СН2)10СООН
лауриновая
додекановая СН3(СН2)10СОлауроил
СН3(СН2)12СООН миристиновая тетрадекановая СН3(СН2)12СОмиристоил
СН3(СН2)14СООН пальмитиновая гексадекановая СН3(СН2)14СО- пальмитоил
СН3(СН2)16СООН
стеариновая
октадекано- СН3(СН2)16СОстеароил
вая
2. Насыщенные алифатические дикарбоновые кислоты
HOOC-COOH
щавелевая
этандиовая
-CO-COоксалил
HOOCCH2COOH
малоновая
пропандио-COCH2COмалоил
вая
HOOC(CH2)2COOH
янтарная
бутандиовая -CO(CH2)2COсукцинил
HOOC(CH2)3COOH
глутаровая
пентандио- -OC(CH2)3COглутарил
вая
HOOC(CH2)4COOH адипиновая гександиовая -OC(CH2)4COадиноил
3. Ненасыщенные алифатические кислоты
CH2=CHCOOH
акриловая
пропеновая
CH2=CHCOакрилоил
CH2=C(CH3)COOH метакриловая
2-метилCH2=C(CH3)CO- метакрилоил
пропеновая
H 3C
H3C
H
H
кротоновая
транс-2кротонил
С=С
С=С
бутеновая
H
H
COCOOH
H 3C
H3C
COOH
COизокротоновая
цис-2изокротонил
С=С
С=С
бутеновая
H
H
H
H
HOOC
-OC
H
H
фумаровая
трансфумароил
С=С
С=С
бутендиовая
H
H
COOH
COHOOC
-OC
COOH
COмалеиновая
цисмалеоил
С=С
С=С
бутендиовая
H
H
H
H
4. Карбоциклические карбоновые кислоты
COCOOH
бензойная
бензолбензоил
карбоновая
COOH
толуиловая
метилбензолкарбоновая
CH3
COOH
CH3
фталевая
COOH
COOH
COOH
толуил
(о-, м-, п-)
CO-
1,2-бензоилкарбоновая
CO-
фталоил
CO-
изофталевая
1,3-бензоилкарбоновая
изофталоил
CO-
CO-
36
терефталевая
COOH
1,4-бензоилкарбоновая
терефталоил
CO-
CO-
COOH
H 6C 5
H
С=С
H
COOH
коричная
транс-3фенилпропеновая
H 6C 5
H
С=С
циннамоил
H
CO-
Непредельные карбоновые кислоты называют на основе соответствующих алкенов, добавляя окончание –овая кислота.
СН3-СН2- СН = СН – СН2 – СООН
гексен-3-овая кислота или
3-гексеновая кислота
Одновалентный остаток R- C = O , образующийся при удалении

гидроксильной группы называется кислотным остатком или ацилом (см. табл.5).
Названия ацильных радикалов формируются согласно правилам IUPAC двумя
способами:
1. С учетом углеродного атома карбоксильной группы – заменой окончания “овая кислота” на окончание “-оил”
2. Без учета углеродного атома карбоксильной группы – заменой слов “карбоновая кислота” на “карбонил” ( т.е. с использованием радикальнофункциональной номенклатуры)
C
O
O
CH3-CH2-CH2-CH-C
CH3
циклогексилкарбонил
2-метилпентаноил
Если ацильный радикал является заместителем (т.е. карбонил связан с атомом
углерода основного соединения), то его называют в виде префикса радикального
типа.
COOH
COOH
COOH
CO
COCH3
COCH2CH3
3-ацетил-1-нафталин
карбоновая кислота
п-пропионилбензойная
кислота
о-бензоилбензойная
кислота
37
При удалении только атома водорода гидроксильной группы образуются остатки, которые называют заменяя окончание –ил в соответствующем ацильном радикале на окончание –ат.
Н-С=О СН3-С=О


ООформиат ацетат
СН3СН2-С=О

Опропионат
СН3СН2СН2-С=О

Обутират
С6Н5-С=О

Обензоат
Двухосновные кислоты, т.е. карбоновые кислоты имеющие две карбоксильные
группы также принято называть по систематической или тривиальной номенклатуре (см. табл. ). При этом систематическое название образуется из названия углеводорода с тем же числом углеродных атомов с добавлением окончания –диовая
кислота.
HOOC-CH2-CH2-CH-COOH
Br
2-бромпентандиовая кислота или -бромглутаровая кислота
Для алициклических и ароматических кислот, то есть для кислот, в которых
карбоксильная группа присоединяется к углероду цикла, к названию соответствующего углеводорода прибавляется окончание -“карбоновая кислота”.
COOH
COOH
COOH
1
2
CH3
3
4
CH=CH2
циклопентанкарбоновая кислота
бензолкарбоновая
кислота
(бензойная кислота)
4-винил-2-метилциклогексанкарбоновая
кислота
COOH
1
2
HOOC 6
5
4
3 COOH
1,3,6-нафталинтрикарбоновая кислота
Если карбоновая кислота содержит карбоксильную группу в боковой цепи, то
ее название обозначается префиксом “карбокси”:
1
2
3
4
5
6
7
8
HOOC-CH2-CH2-CH-CH2-CH2-CH2-COOH
COOH
6
5
4
3
2
1
HOOC-CH2-CH=C-CH2-COOH
COOH
38
4-карбоксиоктандиовая кислота
3-(карбоксиметил)-3-гексендиовая
кислота
Если карбоксильная группа отделена от цикла открытой углеродной цепью, то
такая кислота рассматривается как ациклическая с соответствующими циклическими заместителями:
4
3
2
1
1
CH2-CH=CH-COOH
3
1'
4'
OH
4-(м-гидроксифенил)-2-бутеновая
кислота
CH3
3'
2'
COOH
3-(3’-карбокси-4’-циклогексенил)пропановая кислота
CH=CH-COOH
1
HOOC
2
CH2-CH2-COOH
2
7
3
6
5
4
3-(7-карбокси-1-метилнафтил-2)пропеновая кислота или
-(7-карбокси-1-метилнафтил-2)акриловая кислота
2.6.
ПРОИЗВОДНЫЕ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
2.6.1. СОЛИ КАРБОНОВЫХ КИСЛОТ
Соли карбоновых кислот называют с указанием металла и названия кислоты:
СН3-СООNa натриевая соль уксусной кислоты.
Соли также часто называют используя названия радикалов, образующихся при
отщеплении атома водорода от гидроксильной группы карбоксила с указанием металла:
СН3-СООNa ацетат натрия
Примеры:
(СН3СН2СОО)2Са
кальциевая соль пропионовой кислоты
пропионат кальция
С17Н35СООNa
натриевая соль стеариновой кислоты
стеарат калия
39
2.6.2. АНГИДРИДЫ КИСЛОТ
Симметричные ангидриды незамещенных карбоновых кислот называют, заменяя слово “кислота” на “ангидрид.
СН3 – С = О

О

СН3 – С = О
ангидрид уксусной кислоты (уксусный ангидрид)
СН2 – С = О

О
СН2 – С = О
ангидрид янтарной кислоты (янтарный ангидрид)
Смешанные ангидриды (ангидриды различных монокарбоновых кислот) называют, перечисляя в алфавитном порядке названия кислот, а далее указывая слово
“ангидрид”:
СН3 – С – О – С – СН2 – СН2 – СН2 – СН3 валериановоуксусный ангидрид
║
║
или пентаноэтановый ангидрид
О
О
O
CH3-C
O
CH2=CH-C
акриловоуксусный ангидрид или
пропенэтановый ангидрид
O
2.6.3. ГАЛОГЕНАНГИДРИДЫ КИСЛОТ
Названия галогенангидридов образуются из названия соответствующего ацильного радикала и следующего за ним названия галогена. Применяются также «описательные» названия. В отечественной литературе чаще используется модификация,
согласно которой название ацила следует после слова фтористый, хлористый, бромистый или иодистый соответственно.
СН3 – СОCl
хлористый ацетил; хлорангидрид уксусной кислоты;
ацетилхлорид
40
C – C – C – COF
фтористый бутирил; фторангидрид масляной кислоты;
сукцинилхлорид
Cl – C – C – C – C – Cl
║
║
O
O
5
4
3
2
хлористый сукцинил; дихлорангидрид янтарной
кислоты; сукцинилхлорид
1
C–C–C–C–C=O
│ │ │
C Br Cl
хлорангидрид 2-бром-3-метилпентановой кислоты;
2-бром-3-метилпентаноилхлорид
2.6.4. СЛОЖНЫЕ ЭФИРЫ
Сложные эфиры принято называть по аналогии с номенклатурой солей соответствующих кислот, указывая радикал спирта перед названием аниона и кислоты
или “описательным” способом:
СН3-СООСН3
метилацетат; метиловый эфир уксусной кислоты;
метилэтаноат
СН3-СН2-СН2-С=О
│
ОСН2СН3
Н5С2ООС–СООС2Н5
COO
этилбутират; этиловый эфир масляной кислоты;
этилбутаноат
диэтилоксалат; диэтиловый эфир щавелевой кислоты)
фенилбензоат; фениловый эфир бензойной кислоты;
фенилбензолкарбоксилат
COOСH(CH3)2
изопропил-2-нафталинкарбоксилат;
изопропиловый эфир нафталин-2-карбоновой кислоты
COOCH3
диметил-1,3-циклогександикарбоксилат; диметиловый эфир
1,3-циклогександикарбоновой кислоты
COOCH3
41
Если сложноэфирная группа является не основной группой, а присоединена к
основному углеводородному фрагменту, то ее обозначают префиксом “алкоксикарбонил” или “арилоксикарбонил”:
CH2CH2CH2COOH
COOC2H5
4-(м-этоксикарбонилфенил)бутановая кислота или
-(м-этоксикарбонилфенил)масляная кислота
2.6.5. АМИДЫ КИСЛОТ
Названия первичных аминов с незамещенной NH2-группой формируют от
названия соответствующей кислоты с заменой окончания –“овая кислота” на “амид”
или окончания “карбоновая кислота” на “карбоксамид”.
Амиды кислот называют также добавляя слово “амид” к названию остатка кислоты или “описательным” способом:
СН3 – С = О
этанамид; ацетамид; амид уксусной кислоты
│
NH2
НСОNH2
формамид; амид муравьиной кислоты
С6Н5СОNH2
бензамид
H2N-C-CH2-C-NH2
малонамид, диамид малоновой кислоты
O
O
CONH2
циклогексанкарбоксамид
CONH2
1-нафталинкарбоксамид
N-замещенные амиды называют с указанием радикалов-заместителей с буквой
N; эти заместители называют приставками перед названием незамещенного амида:
42
O
C
CONHCH3
CH3
CH2CH2CH3
O
CH3-(CH2)4-C
N-метилбензамид
N
N(C2H5)2
OH
N,N-диэтилгексанамид
N-метил-N-пропил-5-гидрокси2-нафталинкарбоксамид
2.6.6. Нитрилы кислот
Систематические названия нитрилов формируют двумя способами:
1. К названию ациклического углеводорода прибавляют суффикс “нитрил”,
при этом нумерация начинается с атома углерода нитрильной группы.
2. К
названия
циклического
углеводорода
прибавляют
суффикс
“карбонитрил” вместо окончания “карбоновая кислота”.
CH3CH2CH2C
CN
N
бутаннитрил
или нитрил бутановой кислоты
циклопентанкарбонитрил
В случае кислот, имеющих тривиальные названия (см. табл. ), названия соответствующих нитрилов формируются от названия кислоты с заменой окончаний
“овая” или “ая” кислота на “онитрил”.
C
N
CH3C
бензонитрил
N
CH3-(CH2)3-C
ацетонитрил
валеронитрил
N
Правила IUPAC допускают наименование нитрилов по радикальнофункциональной номенклатуре – к названию соответствующего углеводородного
радикала прибавляется слово “цианид”; при этом атом углерода СN-группы не нумеруется.
C
CH2C
CH3-CH2-C
N
N
N
43
этилцианид
нафтилцианид
или пропионитрил,
пропаннитрил
бензилцианид
1-
Если цианогруппа не является основной группой, то она обозначается префиксом “циано”.
COOH
CH3-CH-CH2CH2-CH-COOH
CN
CH3
CN
п-цианобензойная
кислота
2-метил-5-цианогексановая
кислота
2.7.
Номенклатура азотсодержащих соединений
2.7.1. Нитросоединения
Названия нитросоединений образуется с помощью приставки “нитро”- перед
названием соответствующего углеводорода:
COOH
CH3
CH3
NO2
NO2
CH3-CH-CH-CH2-CH3
NO2
NO2
OH
3-метил-2-нитропентан
NO2
5-гидрокси2-нитронафталин
м-нитробензойная
кислота
2,4-динитротолуол
2.7.2. Амины
Аминами называются соединения, получаемые путем замещения атомов водорода в аммиаке какими-либо радикалами. В зависимости от числа замещенных атомов водорода различают первичные R-NH2, вторичные R-NH-R’ и третичные R-NR’(R”) амины.
Для аминов несложного строения сохранено построения названий по старой
рациональной номенклатуре – к перечислению радикалов, соединенных с азотом,
добавляется окончание “амин”.
В случае более сложных структур названия образуют с помощью приставки
“амино” перед названием углеводорода.
44
CH3CH2NH2
этиламин
(CH3CH2)2NH
диметиламин
(CH3CH2)3N
триэтиламин
CH3CH2NHCH
CH3
этилизопропиламин
CH3
(радикалы в названии перечисля ются по
старшинству в соответствии с правмилами
рациональной номенклатуры)
NH2
CH2 NH2
циклогексиламин
аллиламин
CH2=CHCH2NH2
H2NCH2CH2CHCH2OH
CH3
CH3-CH-CH2-C-CH3
NH2
CH3
циклопентилметиламин
2-амино-4,4-диметилпентан
CH3
4-амино-2метилбутанол-1
COOH
5-амино-1-нафталинкарбоновая
кислота
NH2
Радикалы RNH-, R2N- и RR’N- получают названия как замещенные аминогруппы
CH3CH2NH-
этиламино
CH3-N-CH3
диметиламино
Наличие в соединении нескольких аминогрупп обозначаются либо с помощью
приставок диамино-, триамино- и т.д., либо помощью суффиксов диамин, триамин и
т.д.
NH2
H2NCH2CHCH2CH2CH2NH2
H2NCH2CH2NH2
NH2
1,2,5-триаминопентан
NH2
этилендиамин или
1,2-диаминоэтан
о-фенилендиамин
Правилами IUPAC предусмотрены в качестве систематических тривиальные
названия следующих аминов:
45
NH2
CH3
O CH3
NH2
NH2
NH2
NH2
анилин
бензидин
п-толуидин
п-анизидин
(аналогично о- и м-) (аналогично о- и м-)
Соединения, содержащие четырехвалентный азот R4N+Х- (радикалы могут
быть различными), называют как замещённую соль или гидроксид аммония; названия замещающих радикалов ставят по принципам старшинства перед словом
“аммоний”.
CH3 _
+
CH3-N-CH3I
йодистый тетраметиламмоний
или тетраметиламмоний иодид
CH3
CH3
+
CH2-N-CH2OH
гидроксид триметилбензиламмоний
CH3
+ (CH3CH2)3NH Br
2.8.
триэтиламмонийбромид
Номенклатура полифункциональных соединений
Согласно правилам IUPAC полифункциональные соединения называют по
главной функции (т.е. главной характеристической группе), в качестве которой
выбирают группу с наименьшим порядковым номером в следующем ряду:
1. Катионы.
2. Карбоновые кислоты –СООН.
3. Сульфоновые кислоты -SO3H.
4. Нитрилы - СN.
5. Альдегиды –СНО.
6. Кетоны –С=О

7. Спирты, фенолы –ОН.
8. Тиолы (меркаптаны) –SH.
9. Амины –NH2.
10. Простые эфиры –OR (алкокси, арилокси).
11.Сульфиды (тиоэфиры) – SR.
46
12. Галогеналкилы –Hal.
13. Нитрозосоединения –NO.
14. Нитросоединения –NO2.
Эта же последовательность определяет и начало нумерации. Главную группу в
названии полифункционального соединения обозначают только окончанием, подчиненные группы – приставками.
HO-CH2-CH-CH= C - C - CH3
- главнаягруппа - карбонил С=О.
6-гидрокси-5-метил-3-хлогексен-3-он-2
CH3
Cl O
SO3H
SO3H
CH3
C N
2-метил-3-цианобензолсульфоновая
кислота
OH
COOH
4-сульфобензойная кислота
NO2
СH3-СH-СH-СH2- С - CH2-C=CH-CONHC6H5
CH=CH2 NO2
N(CH3)2
1. N-фенил-7-винил-8-гидрокси-3-(диметиламино)-5,5-динитрононен-2-амид
2. N-фениламид 7-винил-8-гидрокси-3-(диметиламино)-5,5-динитро-2ноненовой кислоты (“описательное” название)
Рекомендуемая литература
1. Дж. Бенкс. Названия органических соединений. – М.: Химия, 1980. 302 с.
2. Р. Кан., О.Бендер. Введение в химическую номенклатуру. – М.: Химия, 1983.
223 с.
3. Р.А.Караханов, В.Р.Мкртычан, В.В.Фарафонов, Д.Бирюкова. Номенклатура
органических соединений. Учебное пособие по курсу “Органическая
химия”. - М.: МИНГ им. И.Н. Губкина, 1987. 85 с.
4. Г.Б. Бокий, Н.А. Голубкова. Введение в номенклатуру ИЮПАК. – М.: Наука,
1989. 184 с.