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时间:2018-08-04
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1、ChemOffice对有机化合物命名规则的辨识 [摘要]有机化合物命名中的“最低系列”规则,在学习中容易形成错误概念,介绍使用ChemOffice软件的命名功能,举例化合物进行命名分析,通过软件引导学生掌握正确的命名规则。 [关键词]ChemDraw最低系列错误概念有机化合物 [中图分类号]O622[文献标识码]A[文章编号]2095-3437(2013)14-0146-03 有机化合物的命名是有机化学课程的一个重要组成部分,很多教材对命名规则的表述有差异,部分教师对这些规则的解释也有偏差。在学习过程中,部分学生对碳链编号中的“最低系列”规则,容易形成错误概念,利用Che
2、mOffice软件的命名功能,可以帮助学生纠正错误。 一、有机化合物命名的“最低系列”规则 有机化学中所讲的“系统命名法”,是根据国际上通用IUPAC命名原则,结合中文习惯和汉字特点确定的规则。例如,对于有机化合物主碳链的编号,当有多种编号可能时,英文名称和中文名称都是选定具有“最低系列”的编号。分子中有多个支链时,在IUPAC规则中,英文名称是按取代基的首字母次序排列支链;在中文系统命名法中,中文名称则是根据“次序规则”,按支链大小确定,小在先、大在后。 对于“最低系列”,部分教师对概念的解释有偏差,当有机化合物的结构简单时,这种偏差常常觉察不出来。所谓“最低系列”,是指
3、碳链以不同方向编号,得到两种或两种以上的不同编号的系列,然后顺次逐项比较各系列的不同位次,最先遇到的位次最小者,定为“最低系列”。在课堂教学中,学生经常提出异议,认为“最低系列”应该是学过的“所有取代基位次总和最小”。 ■ 化合物Ⅰ 以ChemDraw命名:2,2,4-trimethylpentane (1)按照“先遇位次最小”编号:2,2,4-三甲基戊烷(正确) (2)按照“位次之和最小”编号:2,2,4-三甲基戊烷(正确) 2,4,4-三甲基戊烷(错误) ■ 化合物Ⅱ 以ChemDraw命名:23,9,9,11-pentamethyldodecane (1
4、)按“先遇位次最小”编号:2,3,9,9,11-四甲基十二烷(正确) (2)按“位次之和最小”编号:2,4,4,10,11-四甲基十二烷(错误) 有机化合物的命名原则是“简便、明确”,也就是要求名称尽可能“唯一、简单、直观”。“最低系列”的命名规则,用方法(1)“先遇位次最小”和(2)“位次之和最小”进行编号比较,当化合物结构简单时,方法(1)和(2)的结果是一致的,如化合物Ⅰ;但当化合物的碳链较长、支链较多时,方法(1)和(2)的结果可能是不一致的,如化合物Ⅱ。 采用方法(2)“位次之和最小”的编号,假如遇到编号不同但加和相同的情况,又该如何选定编号呢?显然,方法(1)“
5、先遇位次最小”的编号“简单、直观”,不会出现这样的问题,而方法(2)则将编号规则复杂化。虽然,2,3,9,9,11-四甲基十二烷和2,4,4,10,11-四甲基十二烷两个名称对应的化学结构是“唯一”的,但一个化学结构具有两个系统名称,让不熟悉化学的人容易误会,也形成了资源浪费。因此,“最低系列”的正确规则是方法(1)“先遇位次最小”的编号方法。 二、ChemOffice的命名功能 ChemOffice是世界上最优秀的化学工具软件之一,其中化学结构绘图ChemDraw组件内置了IUPAC命名规则,具有化学结构式与系统名称相互转换的功能,可以将化合物的系统名称直接转为化学结构式,
6、也可根据化学结构式给出系统名称。 应用ChemDraw组件对有机化合物命名的方法:新建“空白页面【NewDocument】”,从“主工具栏【MainToolbar】”中选择合适的线条,画出化合物的结构式,然后用“选取框【Marquee】”选择结构式,再从菜单“结构【Structure】”上选择“结构转为名称【ConvertStructuretoName】”命令,则在结构式下面出现化合物的系统名称。 对于化合物Ⅲ的碳链编号,虽然只有2个碳原子,但取代基也有“1,1,2-”和“1,2,2-”两种编号,显然前者符合“最低系列”的要求。在英文名称中,三个取代基按照首字母来排序,“br
7、omo,chloro,iodo”,名称为1-bromo-2-chloro-1-iodoethene;而在中文名称中,按照“次序规则”来排序,也即原子序数大小的次序为“氯、溴、碘”,名称为2-氯-1-溴-1-碘乙烯。 ■ 化合物Ⅲ化合物Ⅳ (Z)-2-氯-1-溴-1-碘乙烯1-甲基-6-乙基环己烯 化合物Ⅳ的碳环上有双键,烯烃的命名要让双键碳的位次编号最小,取代基有“2,3-”和“1,6-”两种编号,显然后者符合“最低系列”的要求。在英文名称中,两个取代基按照首字母来排序,
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