取代基在有机化合物系统命名中的排序问题

孙贺平 吴毓林

(中国科学院上海有机化学研究所上海 200032)

在多方支持下，化学名词审定委员会有机化学专业组下的修订工作组于2010年开始对中国化学会1980年颁发的《有机化学命名原则》(下文简称“1980版”)进行修订。目前修订稿初稿《有机化合物中文命名原则》(下文简称“2010修订版”)已基本完成并上网发布，正在征求意见(http://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/column/item98.shtml)。本文拟就修订中变动较大的“取代基在有机化合物系统命名中的排序”问题进行说明，希望能得到有机化学教学和科研工作者的批评指正。

1 背景介绍

对有机化合物的命名，国际纯化学和应用化学联合会(IUPAC)由专门的委员会提出了《有机化学命名法》(IUPACNomenclatureofOrganicChemistry)，1993年修订时改称《有机化合物命名法》(IUPAC NomenclatureofOrganicCompounds)［1-10］，这一命名体系因而也成为全球有机化学界最广泛使用的体系。我国化学界过去也曾对中文化合物系统命名原则的制定给予极大的重视，中国化学会于1980年发布了《有机化学命名原则》(1980版)，并于1983年审定后正式出版［11］。但是此后30年间，有机化学学科又有了新的飞跃发展，再由于“1980版”在当时也是一份较简洁的版本，因此已不能适应当今有机化学学科发展的需要，也给中文有机化学的信息交流及教学带来诸多问题。为此，国家科技名词委第2届化学名词审定委员会的有机化学专业组在审定名词后，开始探索对“1980版”的更新修订工作。

2 “1980版”对取代基排序原则的局限性

有机化合物的名称组成概而言之是由母体氢化物名称为词根，加上主特性基团为后缀(词尾)，再加上母体氢化物上的各种取代基以及相应的符号和数字标识为前缀而构成，当其中有多个取代基时，它们的前后排列次序由“1980版”作出规定。1960年12月，中国科学院编译出版委员会名词室正式印行了《有机化学物质的系统命名原则》［12］，其中第9、10小节提出支链烃上支链列出的顺序可以:(A)按照主链上被取代的碳原子顺序列出;(B)按照支链的复杂程度次第列出，较复杂的在后。这一规定是参照了1957年IUPAC的《有机化学命名法》(第2版)，但删去了IUPAC规定的另一按取代基字母顺序列出的方法。在“1980版”命名原则中，当时的有机化学名词小组将按照支链的复杂程度次第列出的1960年规定改为:各取代基的名称是按其顺序规则中的大小在前缀中由小到大依次排列。但在1979年IUPAC修订的命名规则中则废弃了按照复杂程度次第列出的方法，而保留了采用各取代基的名称按其英文字母顺序依次排列的方法。由此，有机化合物的中英文命名不仅仅在文字上不同，而且在规则上也存在差异。2010年修订小组开始工作后，基于修订的指导思想是应与当前国际命名规则在基本原则上一致;在形式上应符合中文构词的习惯，而且又易于与英文相互转换，便于国际交流;对于“1980版”中已作的规定、采用的中文译名和用字尽量少作改动，但对一些不够确切的规定和用字还必须加以仔细修订。为此，修订小组对这一差异进行了较为深入的考察，发觉“1980版”的规定并不是十分合适，存在以下一些问题。

(1)按“1980版”的命名原则，依顺序规则中的大小依次排列将可能造成有机化合物的中英文命名不同;不仅取代基的前后排列可能不同，而且主链的编号也可能不同;在链状化合物中还可能出现主链的选择不同。这些不同会在一定程度上不利于国际交流。下面以实例进行说明。

(a)中英文命名中取代基的前后排列不同，但不影响编号(仅影响取代基的前后排列不同)。如:

按 IUPAC 命名为:5-乙基-8-异丙基-2，11-二甲基十二烷(5-ethyl-8-isopropyl-2，11-dimethyldodecane);按“1980版”命名为:2，11-二甲基-5-乙基-8-异丙基十二烷。

(b)影响取代基的前后排列和编号。

将上例化合物中的异丙基改为丁基则会同时影响排列和编号。如:

按 IUPAC 命名为:5-丁基-8-乙基-2，11-二甲基十二烷(5-butyl-8-ethyl-2，11-dimethyldodecane);按“1980版”命名为:2，11-二甲基-5-乙基-8-丁基十二烷。

又如:

按IUPAC命名为:3-氨基-5-甲基苯磺酸(3-amino-5-methylbenzenesulfonicacid);按“1980版”命名为:3-甲基-5-氨基苯磺酸。

以上二例均需使排列在前的取代基编号小。

(c)影响取代基的前后排列，编号和主链的选择。如:

按 IUPAC 命名为:1，8-二溴-1-氯-7-(氯甲基)辛烷(1，8-dibromo-1-chloro-7-(chloromethyl)octane);按“1980版”命名为:7-(溴甲基)-1，8-二氯-1-溴辛烷。

此时主链应为取代基前缀排列在前的链。

(2)按立体化学顺序规则中的基团大小来确定前缀中的排列是“1980版”的独特创造。在1957年IUPAC《有机化学命名法》和1960年中国科学院《有机化学物质的系统命名原则》中，对于按复杂性(complexity)排序时“复杂性”的判别只提出了一个很笼统的标准。因此，“1980版”中的提法实质上是对复杂性排序法的延续，并提供了一种很明确的“复杂性”判别标准。但是顺序规则迄今仅见用于立体化学中构型的判别。对于一般有机化学教科书中涉及的较为简单的基团，其顺序规则中的大小较易确定，如“1980版”中列出的76个基团;但对于其他基团的大小确定往往并非易事，而且顺序规则中的基团通常均为与立体中心以单键连接的基团，一旦化合物中出现以多重键与母体连接的基团时，则难于判别顺序规则中的大小。例见如下几个化合物命名时取代基前缀排列的情况。

(a)含氧亚基时的前缀排列。如:

按IUPAC命名为:5-乙酰氧基-8-氧亚基壬酸(5-acetoxy-8-oxononanoicacid);而若按“1980版”命名，则无法判别 ==O与 —OAc何者为大。

又如:

按IUPAC命名为:(1S，2S)-2-羟基-4-氧亚基环己烷甲酸甲酯==((1S，2S)-2-hydroxy-4-oxocyclohexanecarboxylicacidmethylester);而若按“1980版”命名，则无法判别 O 与 —OH 何者为大。

在“1980版”中，未曾明确取代基 oxo— (==O)的中文名;在“2010修订版”中，建议称其为“氧亚基”。

(b)含烃亚基时的前缀排列。如:

按IUPAC命名为:5-异丙基-2-异丙亚基环己酮(5-isopropyl-2-isopropylidenecyclohexanone);而若按“1980版”命名，则无法判别异丙基与异丙亚基何者为大。

(c)含叉基时的前缀排列。如:

按IUPAC命名有两种可能方式:① (11R，12S，13S)-13-羟基-11，12-异丙叉二氧基十八碳-9(Z)，15(Z)-二烯酸乙酯(ethyl(11R，12S，13S)-13-hydroxy-11，12-isopropylidenedioxyoctadeca-9(Z)，15(Z)-dienoate)(按英文基名排序);② (11R，12S，13S)-11，12-异丙叉二氧基-13-羟基十八碳-9(Z)，15(Z)-二烯酸乙酯(ethyl(11R，12S，13S)-11，12-isopropylidenedioxy-13-hydroxyoctadeca-9(Z)，15(Z)-dienoate)(按基团编号先后排序——长链脂肪酸衍生物的习惯命名法);而若按“1980版”命名，则无法判别异丙叉二氧基的大小。

又如:

按IUPAC 命名为:(5R，6R)-环氧-7-羟基庚酸甲酯((5R，6R)-epoxy-7-hydroxyheptanoicacidmethyl ester);而若按“1980版”命名，则难于判别环氧基的大小。

(3)与取代基在前缀中排列次序相似的问题在命名中尚有多处，IUPAC的规定均按其英文字母顺序依次排列，而在“1980版”中则未见规定，也无法套用顺序规则来进行排列(如并环命名中拼合环的排序，并环中桥的排序以及螺环中含多环不同组分命名时环的排序等场合)。

(a)并环命名中拼合环的排序，拼合环以环名的英文字母依次排列在主环名之前，再加上相应位次标识，从而构成并环全名。

例:

按 IUPAC 命名为:苯并［h］噁唑并［4，5，-f］吡唑并［3，4-b］喹啉(benzo［h］oxazolo［4，5-f］pyrazolo［3，4-b］quinoline)。此时苯环以字母b排在前，噁唑以字母o居中，而吡唑以字母p排列在拼合环的最后。

(b)并环中桥的排序，以桥名的英文字母依次排列。

例:

按 IUPAC 命名为:1，4-氧桥-5，8-甲桥萘(1，4-epoxy-5，8-methanonaphthalene)。此时还要注意使排列在前的桥编号小。

(c)螺环中含多环不同组分命名时环的排序，以组成螺环各环的英文名前后排列。

例:

按 IUPAC 命名为: 螺［环戊烷-1，1'-茚］(spiro［cyclopentane-1，1'-indene］)。

综上所述，由于“1980版”是在链烃一节中提出的按顺序规则排列支链和取代基的顺序，对于该版本中所列举的烃基链和卤素、氨基、硝基等取代基用顺序规则判别优先次序是可行的;但未提及非一价取代基(亚基等)大小的判别问题，因此只能局限于简单的取代基。至于有机化合物命名中其他场合的排序问题则不能用顺序规则来进行处理。实际上，“1980版”是较简洁的版本，对于并环、螺环等命名中的排序问题都未能涉及。

3 “2010修订版”对命名中排序的建议

前面提到“1980版”有其局限性，而且即使在其适用范围内也可能会造成中英文间的差异，确实需要加以修改。为此，“2010修订版”建议:在中文的有机化合物命名原则中，凡涉及排序时均按IUPAC的规定进行，即按该取代基，桥或环等的英文名依次排列。一般地讲，从事有机化学的工作者均会熟悉一些常见取代基的英文名，甚至刚开始学习有机化学的学生也能很快掌握常见取代基的英文名，而且一些取代基的简写就来自于英文;此外，在“1980版”顺序规则后列出的76个取代基表中也都已列出它们的英文名。因此，按IUPAC的规定改动的命名应不会对有机化学教学造成太大困扰;而是更有利于今后中英文命名规则的统一，有利于国际交流。

修订工作组也曾考虑过另一种建议:按取代基，桥或环等的中文名的拼音依次排列。但此新建命名体系并无优越性，且由于有些中文名称并未很好统一，有可能会造成更多的困惑，且不利于国际交流，故未采纳。

致谢:本文得到国家自然科学基金委员会对“有机化合物命名原则”修订工作的支持;复旦大学姚子鹏教授、华东理工大学荣国斌教授对排序问题进行了有益讨论，特此致谢。

［1］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Nomenclature of Organic Chemistry，Sections A，B，C，D，E，F and H. 1979 ed. Oxford:Pergamon Press，1987(中译本:国际纯化学和应用化学联合会.有机化学命名法A，B，C，D，E，F 和 H 部.1979 版.北京:科学出版社，1987)

［2］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. A Guide to IUPAC Nomenclature ofOrganic Compounds. Oxford:Blackwell，1993

［3］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1998，70:143

［4］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:513

［5］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:531

［6］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1998，70:1513

［7］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:1327

［8］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:587

［9］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，2002，74:809

［10］Favre H，Powell W. Preferred Names in the Nomenclature of Organic Compounds ( Provisional Ｒecommendations 2004 ).http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/publications/recommendations/CompleteDraft.pdf

［11］中国化学会.有机化学命名原则.北京:科学出版社，1983

［12］中国科学院编译出版委员会名词室.有机化学物质的系统命名原则//科学出版社名词室.英汉化学化工词汇.第2版.北京:科学出版社，1963