次序规则
判断取代基或基团次序的规则
次序规则(序列 rule),也称为顺序规则,是有机化学命名中判断取代基基团)优先次序的一个重要规则,是有机化合物命名中取代基列出顺序、烯烃结构Z、E式以及手性化合物的R、S构型判断的基本依据,也是主链编号的依据之一。
次序规则最早是Cahn, R. S, Ingold, C. K和Prelog, V 为解决手性异构体命名问题,进行原子或原子团次序排列而提出的一个规则。次序规则主要应用于烷烃的系统命名和烯烃中几何异构体的命名
次序规则主要内容是:由双键碳上直接相连的两个原子的原子序数的大小来决定,原子序数大者为优。若原子序数相同时,则比较相对原子质量数大小。若与双键直接相连的第一个原子相同,要依次比较第二个甚至第三个原子,依此类推,直到比较出优先顺序为止。
提出意义
次序规则最早由Cahn, R. S, Ingold, C. K和Prelog, V 提出,目的为解决手性异构体命名问题。此后经修改和完善,于1970年为国际纯化学应用化学联合会(IU-PAC)所正式采用,成为有机化合物的命名中主链编号、取代基列出顺序、烯烃结构Z、E式的判断以及手性化合物的R、S构型判断的基本依据。
规则内容
(1)原子:原子序数大的排在前面,同位素质量数大的优先。
几种常见原子的优先次序为:I\u003eBr\u003eCl\u003eS\u003eP\u003eO\u003eN\u003eC\u003eH
(2)杂原子上孤电子对当作最小的取代基,如下图所示:
取代基优先次序为:c\u003eb\u003ea\u003e孤电子对
(3)若取代基中心原子相同者,则逐轮依次比较与中心原子相连的原子的原子序数大小;如仍相同,再依次逐轮外推,直至比较出较优基团为止。
且在逐轮依次比较时,还有优先方向原则,即遇到不同点时,优先比较各自较优基团上的取代基
C5与C3连的原子相同,接着依次比较下一层的取代基,如从O上取代基来比较,C5的O上连C,C3的O上连 H,则C5取代基优于C3取代基;如从C上取代基来比较,C6连(C,H,H),C2 连(C,C,H),则C3 取代基优于 C5取代基,此时优先从较优的O取代基进行比较。因此C5取代基优于C3取代基,C4手性构型为R。
(4)若为同位素质量数大者为较优基团,如:D\u003eH、 ;该原则只适用于仅存在同位素差别,而其它都相同的基团之间的比较,如下:-CH2CH3\u003e-CH2CH2D
对于可以通过逐轮依次比较原子序数而排列出优先次序的取代基,则这条规则不使用,如:-CH2CH2CH3\u003e-CHDCH3
(5)若取代基上含有双键、三键以或芳环,可以认为双键中心连有两个相同原子,三键中心碳原子连有三个相同原子,芳环中心碳原子连有两个或三个相同原子,其中一个为实原子(real atom),其他为虚原子(phantom atom,括弧内原子),如
其中,规定虚碳原子上不再连任何原子,或认为连的原子为零,甚至小于杂原子所含有的孤电子对。以乙炔基苯基为例进行分析,C1上连(C、C、C)Ci上连(C、C、C),此时未能比较出结果,接着进行下一轮比较;C2为实碳,连有(C、C、H),C3 和C4为虚碳,不再连有任何原子,或认为连的原子为零。Cii和Ciii为实碳,均连有(C、C、H);而Civ为虚碳,不再连有任何原子,Cii与C2相同,Ciii优于C3,Civ 与C4相同。因此苯基优先于乙炔基。由此可以比较出下列取代基的优先次序:
(6)饱和基团:如果第一个原子序数相同,则比较第二个原子的原子序数,依次类推。常见的烃基优先次序为:(CH3)3C-\u003e(CH3)2CH-\u003eCH3CH2-\u003eCH3-
(7)不饱和基团:可看作是与两个或三个相同的原子相连。不饱和烃基的优先次序为:-C≡CH\u003e-CH=CH2\u003e(CH3)2CH-
(8)若与双键相连的基团互为顺反异构时,Z型先于E型。
R构型优于S构型。
次序规则主要应用于烷烃的系统命名和烯烃中几何异构体的命名。
烃的系统命名:如果在主链上连有几个不同的取代基,则取代基按照“次序规则”依次列出,优先基团后列出。
按照次序规则,烷基的优先次序为:叔丁基\u003e仲丁基\u003e异丙基 \u003e异丁基\u003e丁基\u003e丙基\u003e乙基\u003e甲基
参考资料
順序規則.剧多.2024-03-07
次序规则.有道词典.2024-03-07
目录
概述
提出意义
规则内容
参考资料