Номенклатура и изомерия алканов

Предельные углеводороды (алканы)

План лекции

Алифатические углеводороды

Номенклатура органических соединений

Современная номенклатура (система присвоения названий) должна быть систематической и международной, чтобы специалисты всего мира могли отобразить в названии структуру соединения и, наоборот, по названию однозначно представить структуру. В настоящее время в органической химии используется систематическая номенклатура ИЮПАК (IUPAC − Международный союз теоретической и прикладной химии).

В основу названия соединения по этой номенклатуре положена углеродная цепь молекулы, содержащая максимальное число функциональных групп и кратных связей. Начало нумерации цепи определяет наиболее старшая функциональная группа. Порядок старшинства основных функциональных групп следующий:

−COOH > −C≡N > −CHO > >C=O > −OH > −NH₂ > −NO₂ > Hal

Основу названия соединения составляет корень слова, обозначающий предельный углеводород с тем же числом атомов, что и главная цепь; затем следует суффикс, характеризующий степень ненасыщенности углеродной цепи (−ан, −ен, −ин), а после суффикса арабскими цифрами указывается положение кратной связи. Далее в суффикс выносится название самой старшей функциональной группы в молекуле с указанием ее положения цифрой. Прочие заместители обозначаются с помощью приставок. При этом они перечисляются не в порядке старшинства, а по алфавиту. Положение заместителя указывается цифрой перед приcтавкой. Например:

1 2 3 4 5 6 5 4 3 2 1

CH₃—CH—CH—CH₂—CH—CH₃ CH₂=CH—CH₂—CH—CH₃

| | | |

CH₃ C₂H₅ CH₃ OH

2,5-диметил-3-этилгексан пентен-4-ол-2

1. Предельные углеводороды (алканы)

2. Этиленовые углеводороды (алкены)

3. Диены

4. Углеводороды с одной тройной связью (алкины)

Углеводороды – это соединения, молекулы которых содержат только атомы углерода и водорода. Углеводороды можно рассматривать как фундамент органической химии.

Предельными углеводородами называют соединения, состоящие из атомов углерода и водорода, соединенных между собой только σ-связями, и не содержащие циклов. Общая формула алканов C_nH_2n+2, где n – число атомов углерода. Для таких соединений характерно тетраэдрическое состояние атома углерода (sp³-гибридное состояние).

Первые четыре члена гомологического ряда предельных углеводородов имеют тривиальные названия: метан (CH₄), этан (C₂H₆), пропан (C₃H₈), бутан (C₄H₁₀). За основу названий следующих гомологов берутся греческие числительные, соответствующие числу атомов углерода, и окончание – ан: пентан (C₅H₁₂), гексан (C₆H₁₄) и т. д.

Номенклатура разветвленных алканов связана с выбором наиболее длинной главной углеродной цепи. Нумерацию атомов углерода проводят таким образом, чтобы сумма локантов (номеров углеродных атомов) в названии была наименьшей. Алкильные группы рассматриваются как заместители.

5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6

СН₃−СН₂−СН₂−СН−СН₃ СН₃−СН− СH−СН₂−СН−СН₃

ê | | |

CH₃ CH₃ C₂H₅ CH₃

2-метилпентан 2,5-диметил-3-этилгексан

Единственным видом изомерии в ряду алканов является изомерия углеродного скелета. Возможность существования соединений с разветвленной цепью − изомеров нормальных углеводородов возникает, начиная с бутана С₄Н₁₀ (n=4). У бутана два изомера:

СН₃

ê

CH₃−CH₂−CH₂−CH₃ CH₃−CH−CH₃

_{н- бутан изобутан}

С увеличением числа углеродных атомов n число изомеров возрастает. У октана С₈Н₁₈ (n=8) 18 изомеров, у декана С₁₀Н₂₂ (n=10) − 75.

Дата добавления: 2014-01-07