基于有机化合物命名原则的教学研究

房方，刘健，李贺敏，于海涛，李念光

南京中医药大学药学院 (南京 210023)

有机化合物(简称有机物)的命名是有机化学中的一项重要内容，也是学习有机化学的基础语言。有机物的命名包括系统命名法、普通命名法(也称习惯命名法)、衍生物命名法、俗称，其中系统命名法是有机物命名的重点，要求学生必须熟练掌握。系统命名法是由国际纯粹和应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry，IUPAC)来确定的，也称为IUPAC命名法。中国化学会(Chinese Chemical Society，CCS)以IUPAC命名法为基础，结合我国文字特点，于1960年制定了《有机化学物质的系统命名原则》，1980年修订为《有机化学命名原则》(CCS 1980)[1]。随着有机化学学科的飞跃发展，原有的命名原则确实已远不能适应当今有机化学学科发展的需要，给中文有机化学的信息交流、教学带来诸多问题。为此，中国化学会有机化合物命名审定委员会以IUPAC 1993版命名指南为蓝本[2]，在此基础上进行内容充实(包括一些新的建议，IUPAC 2004修订预览，IUPAC 2013版命名原则[3])，而在中文用字上参照中国化学会1980年版的规定并作修订，正式发布了《有机化合物命名原则2017》(CCS 2017)[4]。为了帮助学生迅速掌握CCS 2017，笔者根据自己在教学中的体会，对新规有机物的命名进行了归纳和总结。

1 有机化合物命名基本原则

由于按照系统命名法，有机物的命名被分为三个步骤：第一步确定母体主链或环；第二步给母体主链或环编号；第三步给出有机物名称，即“取代基名称 + 母体名称”。因此，学生在学习系统命名法之前，首先要熟悉取代基的名称。

1.1 取代基名称的确定

取代基，尤其是多键取代基的大小有时难以按立体化学顺序规则确定，而且这一排列有时还涉及命名中的位次编号问题，因此CCS 2017修订建议采用IUPAC的规定，即各取代基的名称按其英文字母顺序依次排列。表1列出了一些常见取代基的中英文名称，需要学生熟练掌握。

表1 常见取代基的中英文名称

在表1中，带星号的“methylene，vinyl，allyl，tolyl，methylthio，thioxo，formyl，acetyl，carbamoyl”虽然属于英文俗称，但是却代替其系统英文名而被使用。对于巯基的英文翻译，以前教材均为“mercapto”，IUPAC 1993不推荐使用，CCS 2017也建议使用“sulfanyl”来表示巯基。此外，有些取代基的中文名称与以前相比，有了变化，为了便于学生尽快适应新的命名原则，笔者将一些常见取代基中文名称的变化进行对比及归纳总结(表2)。

1.2 母体名称的确定

表2 常见取代基中文名称变化前后的对比

2 有机化合物命名举例

笔者对CCS 2017中变化较大的及学生不易掌握的有机物命名进行了归纳总结。

2.1 烷烃的命名

烷烃的命名是有机物命名的基础，其他各类有机物的命名均在此基础上衍生发展。烷烃的命名关键在于母体主链的选择和编号起始端的确定。对于母体主链的选择，CCS 2017与CCS 1980保持一致，在此不再赘述。按照CCS 2017，当两个取代基位次相同时，按照英文字母顺序依次编号。例如，

同时，需要特别注意，除了与取代基连为一体的“iso”和“neo”参与排序外，其他的前缀如“sec-”“tert-”“di”“tri”“tetra”等一般不参与字母排序。例如，

此外，在有机物命名时，CCS 1980规定取代基全名可放在括号中，但也可不用括号，而将取代基中的编号数字加撇。CCS 2017建议摒弃后一种表示形式。例如，下面有机物不再命名为“2,6-二甲基-5-1′,1′-二甲基丙基壬烷”。

2.2 不饱和烃的命名

CCS 1980将重键的位次编号置于母体名称之前，CCS 2017则建议将重键的位次编号置于相对应的“烯、炔”前。例如，

CCS 1980规定不饱和链烃的母体主链，应选择含有不饱和键最多的链又尽可能最长者。CCS 2017建议链烃母体主链的选择取决于链长，而不是不饱和键。例如，下面有机物不再命名为“(E)-3,4-二丙基己-1,3-二烯-5-炔”。

2.3 含碳环有机物的命名

通常，当碳环直接与某些官能团相连时，不同教材表述有差别，这显然非常不利于中文命名的规范。为此，笔者将一些常见含碳环有机物中文名称变化前后的对比进行归纳总结(表3)。同时，笔者建议，对于“苯乙烯、苯乙炔、2,4,6-三硝基甲苯”这些命名，教师在教学中应明确告诉学生属于普通命名法，而“乙烯基苯、乙炔基苯、2-甲基-1,3,5-三硝基苯”属于系统命名法。

表3 常见含碳环有机物中文名称变化前后的对比

对于不同环系的联环有机物在命名时，CCS 2017明确规定母体的选择按如下规则逐条依次确定：①所含环数最多者；②所含环最大者；③不饱和度最大者。例如，

在环-链有机物的命名中，IUPAC 2013首选名建议不考虑所含原子数的多少，环总是优先于链，CCS 2017对此建议暂不采用。据此，下面两个有机物的中英文命名有很大差异，在英文命名中将苯和环己烷作为母体，而在中文命名中则将它们作为取代基。例如，下面两个化合物的命名实际上存在争议。

含最大非累积双键数的单环不饱和烃，通式为CnHn或CnHn+1(n>6)，统称为轮烯(annulenes)。CCS 2017建议轮烯可采用“环”字加表示环大小的天干或十一及以上的数字后加“熳”字进行命名，十一及以上的数字后可加或不加“碳”字。例如，

2.4 醚的命名

若官能团是醚键，可以采取两种方式来命名：对于简单的醚，写出与氧相连的烃基名称，再加上“醚”字，一般省去“基”字。例如，乙醚(dimethyl ether)、乙甲醚(ether methyl ether)、甲苯醚(methyl phenyl ether)等；也可以取较长的烃基作为母体主链，把余下碳数较少的烃氧基作为取代基。例如，

2.5 胺的命名

对于胺的命名，不少教材中把氨基作为取代基来看待，笔者认为胺的命名最好按照系统命名法，即与醇的命名相似，选择含有氨基的最长碳链作为母体主链。例如，下面有机物最好不再命名为“2-氨基- 4-甲基-3-甲氨基戊烷”。

2.6 烃衍生物的命名

对于含单官能团有机物的系统命名，有两种情况：当单官能团是卤素、硝基、亚硝基、烷氧基、硫氧基时，将它们作为取代基来处理；当单官能团是1.2项下所列的官能团时，就选择含该官能团的最长碳链作为母体主链。例如，

对于含多个官能团有机物的系统命名，首先根据1.2项下常见官能团排列次序确定主官能团，然后选择含有主官能团及尽可能含较多官能团的最长碳链作为母体主链，编号时要让主官能团的位次尽可能小。例如，

此外，还有一些有机物的命名很容易出错，不易掌握，学习命名原则时需要特别注意。例如,下面两个有机物，不少教材将它们分别命名为“3-甲酰基己二醛”和“3-羟基-3-羧基戊二酸”。

3 有机化合物结构式及命名书写的规范性

在书写有机物结构式时，要特别注意结构式的规范性，以利于学生的学习。例如，CCS 2017书中第33、113、174页如下书写结构式显然不符合有机物结构的实际键角，缺乏规范性，实际上许多教材存在这方面的问题。

此外，在有机物命名书写的规范性方面，笔者发现不少教材有所欠缺，非常不利于学生的理解与掌握。为此，CCS 2017给出了如下详细规定：①小写斜体：“a、b、c、d……”用于并环化合物命名时，表示母体环中并环边的位置；“o、m、p”用于二取代苯衍生物取代基的相对位置；“cis、trans”用于表示顺反构型；“n-、i-、sec-或s-、tert-或t-”用于表示普通命名法中的“正、异、仲、叔”。②大写斜体：元素符号“N-、O-、P-、S-、”用于表示基团连接在这些元素上；氢元素符号“H-”用于表示该位置上为氢或加氢；“Z、E”用于表示顺反构型；“R、S”用于表示绝对构型。③大写正体：“D、L”用于表示糖类、氨基酸的绝对构型。④小写正体：“α、β、γ、……ω”用于表示取代基或官能团在母体结构中的位次。⑤为了使名称紧凑、明晰，建议采用中文半角的标点符号(英文标点符号)。

综上所述，学生要想学好有机物的命名，一定要在熟悉有机物命名基本原则的基础上，勤加练习才能真正掌握。同时，对于有机物的命名，尽管经过反复修订，难免有部分有机物命名的表达存在争议，例如下面两个有机物，不同教材在编写时就给出了不同的命名方式[8-10]：

希望中国化学会有机化合物命名审定委员会能够不断修订更新，使教材在编写时有据可依，便于中文命名统一标准，以利于中文有机化合物命名教与学。