有机化学离不开命名,在命名时烷烃是最简单的,命名的原则其实也很简单。总结一下就是“一选二编三配基”。 说实话,烷烃中因为没有官能团,所以这个次序规则显得比较重要。对于简单的支链基团,一般都知道,甲基最小,乙基次之,所以命名时也容易,甲基要先说,乙基要后说。其实这里面就有了一个次序规则,大基团就是优先基团,优先基团后说,编号大一点没有关系。
那到底这个优先不优先以什么为规则呢?说起来也很简单,其实就是主链与支链连接的第一个原子的原子序数(质子数)大小有关。原子序数大的就是优先基团。所以在有机化学中,那些含有杂原子的,如卤素原子作为取代基时,肯定比含碳的基团为优先。虽然有时含碳的是一个长链,一个大环,但是人家与主链连接的第一个原子是卤素,哪怕最小的卤素,氟,也比碳大啊。所以它们总是比含碳基团优先。故对于那些含有杂原子的基团而言,都比含碳的基团优先。但是在有机化学里这些杂原子毕竟是少数,大多数成员就是含碳基团。小的如甲基,乙基,异丙基,大的复杂的有叔丁基,异丁基,乙烯基,乙炔基,以及醛基、羧基、苯基等等。它们之间的大小,或者优先顺序如何比较?尤其是遇到重键时该如何比较?
其实对于比较优先基团顺序来说,遵循一条原则,“顺藤摸瓜,哪里先遇到的大的”瓜“,那个就是优先基团”。所以对于简单的甲基和乙基,最先遇到的都是碳,但是甲基两边结的是什么瓜?三个都是氢原子,但对于乙基而言,它是两个氢原子,还有一个是碳原子,很明显,碳比氢大,所以乙基相对甲基而言,它就是一个优先基团。
甲基与乙基比较
那遇到重键又如何比?对于重键相对而言比较复杂一些。它的主链就是σ键,而它结的瓜就是对应的π键或者还有其他原子(如乙烯基),因为键的形成是相互的,所以成键双方都有资格把碳归属于自己一次。从而导致了如下的表示。
重键的变化
从上述的变化中就可以明显的看出氰基比乙炔基大,炔基也比乙烯基大。这样以来,这些重键的基团与常见的烷基做一个比较相对就容易了很多。只要画出其基本骨架就可以比较其大小,如异丙基虽然只有三个碳,但是它比那些直链的烷基都要大,它比异丁基,异戊基等都要大。同时乙烯基却比叔丁基要小。要是你感兴趣,你可以自己画一下,就可以得出它们之间的大小顺序。
这样的优先次序规则有什么用途?在有机化学中的基团命名的顺序,如单环烷烃接的支链编号顺序、烯烃的Z、E命名法、旋光异构体(外消旋异构体)中手性碳原子的R、S命名等都有它的价值体现。所以学会判断优先次序规则,对于有机化学中的命名,这个我认为学习有机化学“最难的知识点”而言,已经掌握了大半。
晚上刚给学生上完直播答疑,讲了半天,不知道学生掌握了多少。真心的说,这个直播对于老师而言,真的心里没底。