取代基在有機化合物系統命名中的排序問題

孫賀平 吳毓林

(中國科學院上海有機化學研究所上海 200032)

在多方支持下，化學名詞審定委員會有機化學專業組下的修訂工作組于2010年開始對中國化學會1980年頒發的《有機化學命名原則》(下文簡稱“1980版”)進行修訂。目前修訂稿初稿《有機化合物中文命名原則》(下文簡稱“2010修訂版”)已基本完成并上網發布，正在征求意見(http://sioc-journal.cn/Jwk_yjhx/CN/column/item98.shtml)。本文擬就修訂中變動較大的“取代基在有機化合物系統命名中的排序”問題進行說明，希望能得到有機化學教學和科研工作者的批評指正。

1 背景介紹

對有機化合物的命名，國際純化學和應用化學聯合會(IUPAC)由專門的委員會提出了《有機化學命名法》(IUPACNomenclatureofOrganicChemistry)，1993年修訂時改稱《有機化合物命名法》(IUPAC NomenclatureofOrganicCompounds)［1-10］，這一命名體系因而也成為全球有機化學界最廣泛使用的體系。我國化學界過去也曾對中文化合物系統命名原則的制定給予極大的重視，中國化學會于1980年發布了《有機化學命名原則》(1980版)，并于1983年審定后正式出版［11］。但是此后30年間，有機化學學科又有了新的飛躍發展，再由于“1980版”在當時也是一份較簡潔的版本，因此已不能適應當今有機化學學科發展的需要，也給中文有機化學的信息交流及教學帶來諸多問題。為此，國家科技名詞委第2屆化學名詞審定委員會的有機化學專業組在審定名詞后，開始探索對“1980版”的更新修訂工作。

2 “1980版”對取代基排序原則的局限性

有機化合物的名稱組成概而言之是由母體氫化物名稱為詞根，加上主特性基團為后綴(詞尾)，再加上母體氫化物上的各種取代基以及相應的符號和數字標識為前綴而構成，當其中有多個取代基時，它們的前后排列次序由“1980版”作出規定。1960年12月，中國科學院編譯出版委員會名詞室正式印行了《有機化學物質的系統命名原則》［12］，其中第9、10小節提出支鏈烴上支鏈列出的順序可以:(A)按照主鏈上被取代的碳原子順序列出;(B)按照支鏈的復雜程度次第列出，較復雜的在后。這一規定是參照了1957年IUPAC的《有機化學命名法》(第2版)，但刪去了IUPAC規定的另一按取代基字母順序列出的方法。在“1980版”命名原則中，當時的有機化學名詞小組將按照支鏈的復雜程度次第列出的1960年規定改為:各取代基的名稱是按其順序規則中的大小在前綴中由小到大依次排列。但在1979年IUPAC修訂的命名規則中則廢棄了按照復雜程度次第列出的方法，而保留了采用各取代基的名稱按其英文字母順序依次排列的方法。由此，有機化合物的中英文命名不僅僅在文字上不同，而且在規則上也存在差異。2010年修訂小組開始工作后，基于修訂的指導思想是應與當前國際命名規則在基本原則上一致;在形式上應符合中文構詞的習慣，而且又易于與英文相互轉換，便于國際交流;對于“1980版”中已作的規定、采用的中文譯名和用字盡量少作改動，但對一些不夠確切的規定和用字還必須加以仔細修訂。為此，修訂小組對這一差異進行了較為深入的考察，發覺“1980版”的規定并不是十分合適，存在以下一些問題。

(1)按“1980版”的命名原則，依順序規則中的大小依次排列將可能造成有機化合物的中英文命名不同;不僅取代基的前后排列可能不同，而且主鏈的編號也可能不同;在鏈狀化合物中還可能出現主鏈的選擇不同。這些不同會在一定程度上不利于國際交流。下面以實例進行說明。

(a)中英文命名中取代基的前后排列不同，但不影響編號(僅影響取代基的前后排列不同)。如:

按 IUPAC 命名為:5-乙基-8-異丙基-2，11-二甲基十二烷(5-ethyl-8-isopropyl-2，11-dimethyldodecane);按“1980版”命名為:2，11-二甲基-5-乙基-8-異丙基十二烷。

(b)影響取代基的前后排列和編號。

將上例化合物中的異丙基改為丁基則會同時影響排列和編號。如:

按 IUPAC 命名為:5-丁基-8-乙基-2，11-二甲基十二烷(5-butyl-8-ethyl-2，11-dimethyldodecane);按“1980版”命名為:2，11-二甲基-5-乙基-8-丁基十二烷。

又如:

按IUPAC命名為:3-氨基-5-甲基苯磺酸(3-amino-5-methylbenzenesulfonicacid);按“1980版”命名為:3-甲基-5-氨基苯磺酸。

以上二例均需使排列在前的取代基編號小。

(c)影響取代基的前后排列，編號和主鏈的選擇。如:

按 IUPAC 命名為:1，8-二溴-1-氯-7-(氯甲基)辛烷(1，8-dibromo-1-chloro-7-(chloromethyl)octane);按“1980版”命名為:7-(溴甲基)-1，8-二氯-1-溴辛烷。

此時主鏈應為取代基前綴排列在前的鏈。

(2)按立體化學順序規則中的基團大小來確定前綴中的排列是“1980版”的獨特創造。在1957年IUPAC《有機化學命名法》和1960年中國科學院《有機化學物質的系統命名原則》中，對于按復雜性(complexity)排序時“復雜性”的判別只提出了一個很籠統的標準。因此，“1980版”中的提法實質上是對復雜性排序法的延續，并提供了一種很明確的“復雜性”判別標準。但是順序規則迄今僅見用于立體化學中構型的判別。對于一般有機化學教科書中涉及的較為簡單的基團，其順序規則中的大小較易確定，如“1980版”中列出的76個基團;但對于其他基團的大小確定往往并非易事，而且順序規則中的基團通常均為與立體中心以單鍵連接的基團，一旦化合物中出現以多重鍵與母體連接的基團時，則難于判別順序規則中的大小。例見如下幾個化合物命名時取代基前綴排列的情況。

(a)含氧亞基時的前綴排列。如:

按IUPAC命名為:5-乙酰氧基-8-氧亞基壬酸(5-acetoxy-8-oxononanoicacid);而若按“1980版”命名，則無法判別 ==O與 —OAc何者為大。

又如:

按IUPAC命名為:(1S，2S)-2-羥基-4-氧亞基環己烷甲酸甲酯==((1S，2S)-2-hydroxy-4-oxocyclohexanecarboxylicacidmethylester);而若按“1980版”命名，則無法判別 O 與 —OH 何者為大。

在“1980版”中，未曾明確取代基 oxo— (==O)的中文名;在“2010修訂版”中，建議稱其為“氧亞基”。

(b)含烴亞基時的前綴排列。如:

按IUPAC命名為:5-異丙基-2-異丙亞基環己酮(5-isopropyl-2-isopropylidenecyclohexanone);而若按“1980版”命名，則無法判別異丙基與異丙亞基何者為大。

(c)含叉基時的前綴排列。如:

按IUPAC命名有兩種可能方式:① (11R，12S，13S)-13-羥基-11，12-異丙叉二氧基十八碳-9(Z)，15(Z)-二烯酸乙酯(ethyl(11R，12S，13S)-13-hydroxy-11，12-isopropylidenedioxyoctadeca-9(Z)，15(Z)-dienoate)(按英文基名排序);② (11R，12S，13S)-11，12-異丙叉二氧基-13-羥基十八碳-9(Z)，15(Z)-二烯酸乙酯(ethyl(11R，12S，13S)-11，12-isopropylidenedioxy-13-hydroxyoctadeca-9(Z)，15(Z)-dienoate)(按基團編號先后排序——長鏈脂肪酸衍生物的習慣命名法);而若按“1980版”命名，則無法判別異丙叉二氧基的大小。

又如:

按IUPAC 命名為:(5R，6R)-環氧-7-羥基庚酸甲酯((5R，6R)-epoxy-7-hydroxyheptanoicacidmethyl ester);而若按“1980版”命名，則難于判別環氧基的大小。

(3)與取代基在前綴中排列次序相似的問題在命名中尚有多處，IUPAC的規定均按其英文字母順序依次排列，而在“1980版”中則未見規定，也無法套用順序規則來進行排列(如并環命名中拼合環的排序，并環中橋的排序以及螺環中含多環不同組分命名時環的排序等場合)。

(a)并環命名中拼合環的排序，拼合環以環名的英文字母依次排列在主環名之前，再加上相應位次標識，從而構成并環全名。

例:

按 IUPAC 命名為:苯并［h］噁唑并［4，5，-f］吡唑并［3，4-b］喹啉(benzo［h］oxazolo［4，5-f］pyrazolo［3，4-b］quinoline)。此時苯環以字母b排在前，噁唑以字母o居中，而吡唑以字母p排列在拼合環的最后。

(b)并環中橋的排序，以橋名的英文字母依次排列。

例:

按 IUPAC 命名為:1，4-氧橋-5，8-甲橋萘(1，4-epoxy-5，8-methanonaphthalene)。此時還要注意使排列在前的橋編號小。

(c)螺環中含多環不同組分命名時環的排序，以組成螺環各環的英文名前后排列。

例:

按 IUPAC 命名為: 螺［環戊烷-1，1'-茚］(spiro［cyclopentane-1，1'-indene］)。

綜上所述，由于“1980版”是在鏈烴一節中提出的按順序規則排列支鏈和取代基的順序，對于該版本中所列舉的烴基鏈和鹵素、氨基、硝基等取代基用順序規則判別優先次序是可行的;但未提及非一價取代基(亞基等)大小的判別問題，因此只能局限于簡單的取代基。至于有機化合物命名中其他場合的排序問題則不能用順序規則來進行處理。實際上，“1980版”是較簡潔的版本，對于并環、螺環等命名中的排序問題都未能涉及。

3 “2010修訂版”對命名中排序的建議

前面提到“1980版”有其局限性，而且即使在其適用范圍內也可能會造成中英文間的差異，確實需要加以修改。為此，“2010修訂版”建議:在中文的有機化合物命名原則中，凡涉及排序時均按IUPAC的規定進行，即按該取代基，橋或環等的英文名依次排列。一般地講，從事有機化學的工作者均會熟悉一些常見取代基的英文名，甚至剛開始學習有機化學的學生也能很快掌握常見取代基的英文名，而且一些取代基的簡寫就來自于英文;此外，在“1980版”順序規則后列出的76個取代基表中也都已列出它們的英文名。因此，按IUPAC的規定改動的命名應不會對有機化學教學造成太大困擾;而是更有利于今后中英文命名規則的統一，有利于國際交流。

修訂工作組也曾考慮過另一種建議:按取代基，橋或環等的中文名的拼音依次排列。但此新建命名體系并無優越性，且由于有些中文名稱并未很好統一，有可能會造成更多的困惑，且不利于國際交流，故未采納。

致謝:本文得到國家自然科學基金委員會對“有機化合物命名原則”修訂工作的支持;復旦大學姚子鵬教授、華東理工大學榮國斌教授對排序問題進行了有益討論，特此致謝。

［1］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Nomenclature of Organic Chemistry，Sections A，B，C，D，E，F and H. 1979 ed. Oxford:Pergamon Press，1987(中譯本:國際純化學和應用化學聯合會.有機化學命名法A，B，C，D，E，F 和 H 部.1979 版.北京:科學出版社，1987)

［2］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. A Guide to IUPAC Nomenclature ofOrganic Compounds. Oxford:Blackwell，1993

［3］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1998，70:143

［4］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:513

［5］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:531

［6］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1998，70:1513

［7］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:1327

［8］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，1999，71:587

［9］International Union of Pure and Applied Chemistry，Commission on Nomenclature of Organic Chemistry. Pure Appl Chem，2002，74:809

［10］Favre H，Powell W. Preferred Names in the Nomenclature of Organic Compounds ( Provisional Ｒecommendations 2004 ).http://www.iupac.org/fileadmin/user_upload/publications/recommendations/CompleteDraft.pdf

［11］中國化學會.有機化學命名原則.北京:科學出版社，1983

［12］中國科學院編譯出版委員會名詞室.有機化學物質的系統命名原則//科學出版社名詞室.英漢化學化工詞匯.第2版.北京:科學出版社，1963