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user: 3. 有关现代取代命名法的理论探讨 3.1. 官能团，主官能团，特性基团，主特性基团 作者已从理论上 [ 5 ] 和取代命名的发展历史阐明：特性基团是取代基，经取代进入分子后方能形成官能团。但“蓝皮书”在主特性基团的定义中明确表示，主特性基团是用后缀表示的特性基团，它等同于列日规则中的主官能团，说明特性基团就是官能团。原文表示如下： “Principal groups: the characteristic group chosen for expression as suffix in a particular name. (This is equivalent to the ‘principal function’ of the Liege rules.)” [6a] “蓝皮书”虽未明确地否定特性基团是取代基，但从特性基团的定义(用“incorporated into”来表示特性基团进入母体的方式，以及将不可能通过取代进入母体的基，>C=X，列为特性基团)和选择母体的首要条件(“Maximun number of substituents corresponding to the principal group”) [6e] 可以看出，“蓝皮书”并不将特性基团看作是取代基。不过在后来发表的、作为修改和补充的《IUPAC有机化合物命名法指南》(以下简称《指南》)中，对特性基团不是取代基的错误观点作了更正，明确指出特性基团是取代基 [12b] ，特性基团也不再包括只能出现在碳链中间的>C=X： “It has been customary to regard these substituents as characteristic (or functional) when the link between substituent and parent is not a carbon-carbon bond， for example， -OH， =O， and -NH， but many exceptions are recognized， such as -COOH and -CN.” [12b] 《指南》虽然正确地承认特性基团是取代基，但仍然保留“蓝皮书”的特性基团就是官能团和后缀代表主特性基团 [6a] 的错误观点。特性基团是(形成官能团的)取代基和它不是官能团两种不同提法是同一问题的两个方面，一种‘基’在形成后缀的作用上，不可能既是取代基又是官能团，二者有本质的不同。它们的差异在于前者是与分子结构无关的一般的(化学)‘基’，而后者则是分子的有机组成部分，它代表分子的主要化性。未进入分子前特性基团是取代基，进入分子后在分子结构影响下，成为有相同或不相同化学组成的官能团。即使是化学组成相同，它们的本质仍然是不同的。例如，特性基团羟基与醇羟基虽然化学组成相同，但它们的本质是不同的，后者不再是与分子结构无关的一般的羟基，而已是烷基碳上的醇羟基，不同于同一特性基团在酰碳上取代形成的羧酸羟基。《指南》既承认特性基团是取代基，又仍然认为特性基团等同于官能团、后缀代表主特性基团，是自相矛盾的。结果也就不可能改正“蓝皮书”最后形成的后缀代表主特性基团，而不是代表主官能团的错误含义(见下)。 由于一个名称代表一个具体化合物，所以在取代命名中，不仅要了解两种基之间的结构差异和相互关系，更须要明确从一种基合理地形成另一种基的可能性。从结构上讲，特性基团经取代在分子内能形成官能团，但由于同一特性基团取代不同结构碳原子的氢，能形成不同的官能团，所以从一种特性基团不能确定取代后能具体形成哪一种官能团。也就是说，从特性基团出发，不可能在一化合物分子结构式中识别与它相对应的官能团或确定该化合物类别，但反之，从官能团却可以直接明确形成它的特性基团。所以特性基团与官能团之间相互转换关系是单向的，这就决定了在取代命名中用特性基团代替官能团，既不可能从分子结构式中识别官能团，也不可能从多种特性基团通过由化合物类别按一定顺序编排的“顺序表”中选出主特性基团。形成取代后缀的主特性基团不是来自多种特性基团，而只能是来自主官能团。所以作为取代基的主特性基团不是利用“顺序表”从多种特性基团选出的有代表性的唯一的特性基团，而是根据主官能团化学式选出的取代能形成主官能团的(可能不只一个)特性基团。 3.2. 取代前缀与取代后缀 取代命名中前缀代表母体上客观存在的基。形成前缀命名运作所涉及的取代反应可能是实际上不能发生的，但前缀所代表的基必须是实际存在的。这些母体主链上存在的基，机械地说明分子构造，有如CA对于前缀的说明： “Substituent prefixes are employed to denote atoms and chemical groups attached to an index heading parent.” [1e] 由于取代所引入的基与所表示的主链上存在的基相同，所以前缀是用取代基的具体化学名称来表示。取代后缀则不同，它主要的作用是表示化合物的类别，也就是代表体现化合物化性的主官能团。形成官能团的取代基是一种含有杂原子的特殊取代基——特性基团。由于杂原子与相连碳原子相互影响与作用，特性基团进入分子后，往往须与分子中碳原子结合，方能形成客观存在的、真实代表分子主要化性的官能团。“蓝皮书”混淆了特性基团与官能团，自然也混淆了前缀与后缀，结果取代后缀错误地代表了作为取代基的主特性基团，而不是代表决定类别和体现分子主要化性的主官能团。《指南》虽然正确地说明特性基团是取代基，但并未否定特性基团是官能团，实际上与“蓝皮书”一样，仍然混淆了取代前缀与取代后缀，有如下面的说明，两种‘缀’都是代表取代所引入的基： “The substitutive operation involves the exchange of one or more hydrogen atoms for another atom or group. This process is expressed by a prefix or suffix denoting the atom or group being introduced” [12a] 。 两书对于特性基团是否取代基虽然持不同观点，但它们在由特性基团形成取代后缀过程的不同步骤中都忽略了一条重要的化学基本原则——原子间相互作用与影响，“蓝皮书”中将取代基特性基团定义为官能团，在《指南》中则最后将取代基主特性基团看作是主官能团。结果殊途同归，形成的后缀都是错误地代表主特性基团，而不是代表主官能团。CA对于取代后缀代表主官能团作了明确的表示： “Substituent suffixes of molecular skeleton parent compounds are chosen to represent the principal chemical functional group (or groups) in accordance with the order of precedence of compound classes.” [1c] 取代后缀代表官能团，并不排除通过特性基团的取代，机械地描述母体构造的作用。所以取代后缀除主要代表官能团外，同时也说明了特性基团对母体上的氢原子取代后对母体构造的改变。这样，取代后缀可以说有双层含义，主要代表主特性基团取代所形成的主官能团，同时也表示取代对母体构造的改变。后缀代表主官能团是对全分子而言，表示构造的改变只是对母体而言。所以CA在说明母体与后缀形成索引标题母体时，将后缀与取代基联系起来： “They (指母体——本文作者) are transformed into index heading parents by appending， as a suffix， the substituents which represent the principal functional group of the compound;” [1f] 。 可以完全肯定地说，取代后缀是代表主特性基团取代所生成的主官能团。