2.2　烷烃的命名

人们对有机化合物的认识是随着有机化学的发展而逐步扩大和深入的。最初，人们对少量有机化合物只有一些表面的认识，这时，有机化合物是根据它们的来源或性质命名的。例如，甲烷最初是由池沼里动植物腐烂产生的气体中得到的，因此称为沼气。乙醇称为酒精，甲酸称为蚁酸都是类似的情况，这种命名称为俗名。随着已知的化合物逐渐增多，人们对它们的认识也由性质发展到构造，对于某些复杂的有机化合物的名称仍然使用俗名，这时也产生了根据构造来命名的方法，这一命名方法要科学得多。数目众多、结构复杂的有机化合物，若没有一个标准的、完整的、严格的命名方法来区分或指定，将会给学习和研究带来混乱。因此，认真学习并掌握一类化合物的命名方法是学习有机化学一个最重要的基本功。

2.2.1　烷基的概念

（1）碳、氢原子种类

在烷烃分子中，根据碳原子上所连接的碳原子数目，可将碳原子分为4类。只与一个碳原子相连的碳原子称为伯碳原子（primary carbon），又称为一级碳原子（以1°表示）；与两个碳原子相连的碳原子称为仲碳原子（secondary carbon），也称为二级碳原子（以2°表示）；与三个碳原子相连的碳原子称为叔碳原子（tertiary carbon），也称为三级碳原子（以3°表示）；与四个碳原子相连的碳原子称为季碳原子（quarternary carbon），也称为四级碳原子（以4°表示）。与伯（1°）、仲（2°）、叔（3°）碳原子相连的氢原子分别称为伯（1°）、仲（2°）、叔（3°）氢原子。例如：

（2）烷基

烷烃分子中去掉一个氢原子后剩下的基团称为烷基，其通式为CnH2 n+1，通常用R—表示。烷基的名称由相应的烷烃而来。甲烷和乙烷分子中只有一种氢，相应的烷基只有一种，即甲基（CH3—）和乙基（CH3CH2—），但从丙烷开始，相应的烷基就不止一种，表2-2为一些常见烷基的中、英文名称。表中正某基和仲某基是指直链烷基的游离价在伯碳和仲碳原子上的烷基。新某基和异某基表示碳链末端有（CH3）3C—和（CH3）2CH—，且游离价在伯碳原子上的烷基。叔某基表示除去叔碳上的氢留下来的烷基。

此外，结构式中常用英文小写字母“n”、“i”、“t”置于某基团的左上方或右上方，表示该基团是正、异或叔取代基。例如，正丁基、异丁基和叔丁基可分别表示为nC4H9—、iC4H9—和tC4H9—或—，—和—，也可以加短线置于前方，如n-C4H9、i-C4H9和t-C4H9；后一种表示方法更常用。命名正构烷基时，“n”常略去不写。其中iso-butyl异丁基IUPAC—2013不建议继续使用此类俗名。

2.2.2　烷烃的命名

用“烷”字表示化合物属于烷烃同系列，用甲、乙、丙等字表示分子中所含碳原子的数目，这样就得到甲烷、乙烷、丙烷等名称。含四个碳原子的烷烃有两种异构体，有必要在名称上表现出它们的差别，把含直链的异构体叫做正丁烷（正字通常可以省去），含支链的异构体叫做异丁烷。戊烷有三种异构体，前两种叫做正戊烷和异戊烷，第三种C（CH3）4只好叫做新戊烷。

这种命名法，现在常称为习惯命名法。习惯名称不能很好地反映出分子的结构，而且对于碳原子数较多，因而异构体也较多的烷烃来说，习惯命名法很难适用。因此，又有人提出用衍生命名法命名，即将所有烷烃看作是甲烷的烷基衍生物来命名。在命名时，选择连有烷基最多的碳原子作为甲烷碳原子，而把与此碳原子相连的基团作为甲烷氢原子的取代基。例如异丁烷可叫做三甲基甲烷，异戊烷和新戊烷可以分别叫做二甲基乙基甲烷和四甲基甲烷。

这种甲烷衍生物命名法，对于更复杂的烷烃，仍不适用。碳原子数目增多，异构体数目迅速增加，构造也更复杂，就有必要发展系统性更强、应用范围更广的命名法。

为了解决有机化合物命名的困难，求得名词的统一，1892年一些化学家在瑞士日内瓦举行国际会议，首次拟定了一种系统的有机化合物命名法，以后又经过国际纯粹与应用化学联合会的多次修订，其原则已为各国所普遍采纳。我国的《有机化学命名原则》是由中国化学会有机化学名词小组根据IUPAC公布的《有机化学命名法》，再结合汉字的语言特点进行命名的。2017年中国化学会有机化合物命名审定委员会出版了《有机化合物命名原则》参考了IUPAC1993年建议的命名指南，在此基础上进行了修订。

烷烃的系统命名法如下。

（1）直链烷烃

按碳原子数命名，碳原子数在十以内时，依次用天干（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）来代表碳原子数，十一个碳原子及以上用相应的中文数字加“（碳）烷”字命名。碳字通常省略，但对十一个碳及以上的不饱和烃则“碳”字不能省略。例如：

（2）支链烷烃

支链烷烃的名称从直链烷烃导出。

①选主链——选择分子中连续的最长碳链为主链，写出相当于主链的直链烷烃的名称，将其作为母体，称为某烷。若最长的碳链不止一条时，则选择带有最多取代基的一条为主链。选主链要注意，不能只把书面上的直链看作主链，凡连续相连的碳原子都应包括在一条碳链之内。

上例中最长的六个碳原子的碳链有两条，应按（Ⅰ）式即取其中支链较多的为主链，该化合物的母体名称为己烷。

②编号——从最接近取代基的一段开始，将主链碳原子用阿拉伯数字1，2，3，…编号。当主链编号有几种可能时，则顺次逐项比较各系列的不同位次，最先遇到的位次最小者叫做“最低系列”，也是应选取的一种编号。例如：

③命名支链——把较短的碳链作为支链，看作取代基，将其位次（用阿拉伯数字表示）和名称写在母体名称的前面（阿拉伯数字与汉字之间加一短线“-”）；若有相同取代基时，要合并在一起，用汉字表示其数目，加字首二（di）、三（tri）、四（tetra），在表示取代基位置的阿拉伯数字之间应加逗号；若有几个不同的取代基，与英文命名法一致，根据取代基名称的首字母A，B，C，…为次序。例如：

系统命名法的优点是其确切性，无论分子用何构造式表示，其命名是一样的。从化合物的名称也可无误地写出构造式。但对于一些结构复杂的化合物，也有名称太长、命名过于烦琐的缺点，故有些有机化合物仍常用习惯用名或俗名，如2，2，4-三甲基戊烷就常称为异辛烷。