Hantzsch-Widman命名杂环
有机化学
Chinese Journal of Organic Chemistry
DOI: 10.6023/cjoc201411016
学术动态
REPORT
熳环环系(Mancude-Ring Systems)和汉栖-魏德曼(Hantzsch-Widman)
杂环的中文系统命名
孙贺平 吴毓林*
(中国科学院上海有机化学研究所 上海 200032)
摘要 讨论了含最大非累积双键数的不饱和环系在有机化合物中文命名中的表达问题以及杂环单环的系统命名方法. 关键词 有机化合物系统命名法; 熳环环系; 汉栖-魏德曼
Mancude-Ring Systems and Hantzsch-Widman System in
Chinese Nomenclature of Organic Compounds
Sun, Heping Wu, Yulin *
(Shanghai Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Shanghai 200032)
Abstract The translation of the term mancude-ring system (that contains the maximum number of noncumulative double
bonds) to Chinese is discussed for the nomenclature of organic compounds. The conversion of Hantzsch-Widman nomencla-ture system for monocyclic compounds containing hetroatoms to the Chinese version is also suggested. Keywords nomenclature of organic compound; mancude-ring system; Hantzsch-Widman system
化学名词审定委员会有机化学专业组下的修订工作组于2010年开始对“中国化学会”1980年颁发的“有机化学命名原则”[1]进行修订, 目前修订稿初稿“有机化合物命名原则”已基本完成并上网发布, 正在征求意见[2]. 与此同时为能得到有机化学教学和科研工作者更多的批评指正, 我们拟就修订中变动较大的几个问题专门撰文作出说明, 继前二文[3,4]中讨论了中文有机化合物命名中取代基的排序和基的用词问题后, 本文则将讨论含最大非累积双键数的不饱和环系在中文命名中的表达问题以及汉栖-魏德曼(Hantzsch-Widman)杂环系统命名的汉化问题, 这些都是“1980版”中未曾涉及的内容.
有的烃、烷、烯、炔以火为偏旁的习惯相一致, 故改译为“熳环环系”, 熳发音(man)与英文mancude 的第一音节发音近似, 另一方面熳有遍布的含义, 可表示环内双键遍布. 在有机化合物命名中有多处涉及熳环环系, 最主要的是并环的命名, 并环名称的构词是基于并环是由具有最大非累积双键数环系, 即熳环环系通过邻位或 邻-迫位并合而成的多环体系, 因此并环名称中不论主体环或拼合体环的名称都应是熳环环系的名称. 可以通过下例说明:
1 熳环环系(mancude-ring systems)
“mancude-ring systems”定义为含最大非累积双键数的不饱和环系[rings having (formally) the maximum number of noncumulative double bonds], 目前尚无正式的中文译名, 我们前曾音译为满环环系. 现考虑到与原
此并环的命名不能直观地认为是环辛烷与吡啶并合成的并环, 而是应考虑为主体环的吡啶与拼合体八元碳氢熳环并合而成的并环, 然后再表明是六氢化的并环. 英文的命名因此为“5,6,7,8,9,10-hexahydrocyclo- octa[b ]pyridine”, 其中的cycloocta-是表示八元的碳氢熳环. 相应的中文如何命名? 如按八元碳氢熳环的意译
* E-mail: [email protected] Received November 10, 2014; revised December 16, 2014; published online December 18, 2014. Project supported by the National Natural Science Foundation od China (No. 21152001). 国家自然科学基金(No. 21152001)资助项目.
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则应为环辛四烯, 此化合物的中文命名将为“5,6,7,8,9,10-六氢环辛四烯并[b ]吡啶”, 此时显得较为复杂, 为此我们建议采用英文中类似的表达方式将八元员碳氢熳环称为辛(熳) 环, 其中的(熳) 字一般省略, 于是中文命名可简化为“5,6,7,8,9,10-六氢辛(熳) 环并[b ]吡啶”, 此时在形式上也与英文名类似. 我们也曾考虑将cycloocta-称作环辛(熳) 环, 但二个环字似无必要.
从上面例中看出主要是含最大非累积双键数(熳环环系) 碳氢单环的命名问题, 其实命名中已规定这类通式为C n H n (n 为偶数) 或C n H n ＋1 (n 为奇数)(n ＞6) 的单环定名为轮烯(annulene). 具体化合物以[n ]轮烯来命名, 如[12]轮烯、1H -[9]轮烯等. 但在并环等复杂环系命名时, 轮烯这一名称只能用作主体环的环名, 而不能用作拼合体环的环名, 作为拼合体环的环名时, IUPAC- 1979[5]和IUPAC-1998-并环[6]中英文采用前缀cycloalka-, 如cyclododeca-, cyclonona-. 在置换法命名杂单环时可采用轮烯作为母体碳氢环的名称, 但也可采用其它的环名称, IUPAC-2004[7]和IUPAC-1998-并环[6]中英文采用将饱和环名的后缀-ane 改成-ine. 此时形成的杂单环名称既可作为主体环环名, 也可用作拼合体环的环名, 但后者需将后缀-ine 改成-ino.
对上述英文中的两种含最大非累积双键数(熳环环系) 单环的命名方式, 对应的中文命名我们建议统一采用表示环大小的天干或十一以上的数字加(熳) 环进行命名, 其中的(熳) 字一般省略, 如十二(熳) 环、壬(熳
) 环. 轮烯作为纯碳氢环的主体环的环名可保留同时使用.
例
:
23
N 75N 84
2H -1-氧杂-4,8,11-三氮杂十四(熳) 环
(2H -1-oxa-4,8,11-triazacyclotetradecine)
不用(熳) 环时的命名为1-氧杂-4,8,11-三氮杂十四碳-3,5,7,9,11,13-六烯
(1-oxa-4,8,11-triazacyclotetradeca-3,5,7,9,11,13-hexaene)
1
4
N
N
1211
N N
8
氧杂庚(熳) 环并[4,5-m ][1,4,8,11]四氮杂十四(熳) 环(oxepino[4,5-m ][1,4,8,11]tetraazacyclotetradecine)
1
15
O
58
1312
N H
苯并[b ][1,8]氧氮杂十四(熳) 环
(benzo[b ][1,8]oxaazacyclotetradecine)
2 汉栖-魏德曼(Hantzsch-Widman)杂环系统命名
对含杂原子的3～10元单环化合物除有俗名外, 在英文命名中采用扩展了的Hantzsch-Widman(按1987年的译名为汉栖-魏德曼[5]) 杂环命名系统命名[5,7,8], 其要点为采用环中杂原子的数目和前缀名为前缀, 再和表示环大小以及饱和度的后缀结合成化合物名. 各杂原子的前缀名以高位依次排列见表1; 表示环大小的后缀见表2. 对含多个杂原子杂环命名时, 按杂原子的高位次依次排列, 并以最高位的杂原子起开始编号.
1980年中国化学会公布的“有机化学命名原则”对Hantzsch-Widman 杂环命名系统未作相应的处理, 对未
1,8-二氧杂十八(熳) 环(1,8-dioxacyclooctadecine)
表1 汉栖-魏德曼杂环系统前缀名(以高位依次排列) [9]
Table 1 Hantzsch-Widman system prefixes (in decreasing order of priority)
Element
Bonding number (valence)
Prefix
Element
Bonding number (valence)
Prefix
Fluorine 1 (I) Fluora Antimony 3 (III) Stiba Chlorine 1 (I) Chlora Bismuth 3 (III) Bisma Bromine 1 (I) Broma Silicon 4 (IV) Sila Iodine 1 (I) Ioda Germanium 4 (IV) Germa Oxygen 2 (II) Oxa Tin 4 (IV) Stanna Sulfur 2 (II) Thia Lead 4 (IV) Plumba Selenium 2 (II) Selena Boron 3 (III) Bora Tellurium 2 (II) Tellura Aluminium 3 (III) Aluma Nitrogen 3 (III) Aza Gallium 3 (III) Galla Phosphorus 3 (III) Phospha Indium 3 (III) Indiga Arsenic 3 (III) Arsa Thallium 3 (III) Thalla
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表2 汉栖-魏德曼杂环系统后缀a Table 2 Hantzsch-Widman system stems
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四版中则对Hantzsch-Widman 杂环命名系统进行了翻
译[9]. 对杂原子前缀即采用其元素名; 对表示环大小的
Ring size Unsaturated Saturated 后缀则采取一一对应的音译处理, 采用口字边旁的字,
b b
3 irene (irine) irane (iridine) 无现成合适字时则另造有口字边旁的新字, 详见表3. 4 ete etane (etidineb )
显然引用一批全然陌生的字样, 甚至不少现计算机简繁5A ole olidine (olinec )
5B ole olane 体中文字库中均无的新字, 将会在应用中带来极大的困6A ine ane 难, 不宜在我们的命名原则中采纳. 6B ine inane 根据以上情况我们在这次“有机化合物命名原则”6C inine inane
修订中作了建议. 7 epine epane
考虑到在英文命名中Hantzsch-Widman 杂环命名系8 ocine ocane
9 onine onane 统已得到广泛的应用, 因此完全有必要确立相应的中文10 ecine ecane 命名系统. 英文Hantzsch-Widman 杂环命名系统命名,
a
5A: 杂原子＝N; 5B: 除氮外杂原子; 6A: 杂原子＝O, S, Se, Te, Bi, Hg;
其要点为采用环中杂原子的数目和前缀名为前缀, 再和6B: 杂原子＝N, Si, Ge, Sn, Pb; 6C: 杂原子＝B, F, Cl, Br, I, P, As, Sb. b 杂
c
原子＝N; 半饱和. 表示环大小以及饱和度的后缀结合成化合物名. 相应中
文命名时, 其前缀可简单地转译自英文, 即使用杂原子有俗名的杂环单环均采用置换法命名, 如七元含氧杂环
的元素名加杂, 但习惯上使用的用“噁”表示“氧杂”oxepine 中文即命名为氧杂环庚三烯. 同时在国内有机
和用“噻”表示“硫杂”则仍可使用. 各杂原子的前缀化学界也较普遍地接受了少数表示杂环单环的专用名
名以高位依次排列见表4. 对含多个杂原子杂环命名时, 词, 如表示五元含氮杂环的“唑”和六元含氮杂环的
按杂原子的高位次依次排列, 并以最高位的杂原子起开“嗪”. 总之, 迄今对杂环单环的命名尚无明确的规范.
始编号. 中文前缀中元素名后的“杂”字在不致引起误2009年我们海峡对岸的同行在“化学命名原则”第
解时可予省略.
表3 Hantzsch-Widman杂环命名系统的后缀(海峡对岸版) [9]
Table 3 Hantzsch-Widman system stems in Chinese (Published in Taibei)[9]
环大小
英文不饱和后缀
中文不饱和后缀 唉
呃, 氮呃又称唑 呯 [口＋辛] 嚀 噙
英文饱和后缀 Irane, iridine Etane, etidine olane, olidine ane, inane epane ocane onane ecane
中文饱和后缀 [口＋元] 呾 [口＋旦] [口＋柬] [口＋山] [口＋半] 咁 喃 啿
3 irene (irine*) 吮 4 ete 5 ole 7 epine 8 ocine 9 onine 10 ecine
6 in, ine, inine [口＋井]
表4 中文Hantzsch-Widman 杂环命名系统的前缀
Table 4 Hantzsch-Widman system prefixes in Chinese
元素
成键数
英文前缀
fluora chlora broma ioda oxa thia selena tellura aza
phospha arsa
中文前缀
元素
成键数
英文前缀
中文前缀 锑杂 铋杂 硅杂 锗杂 锡杂 铅杂 硼杂 铝杂 镓杂 铟杂 铊杂
F 1 Cl 1 Br 1 I 1 O 2 S 2 Se 2 Te 2 N 3 P 3 As 3
氟杂 Sb 3 stiba 氯杂 Bi 3 bisma 溴杂 Si 4 sila 碘杂 Ge 4 germa 氧杂, 噁 Sn 4 stanna 硫杂, 噻 Pb 4 plumba 硒杂 B 3 bora 碲杂 Al 3 aluma 氮杂 Ga 3 galla 磷杂 In 3 indiga 砷杂 Tl 3 thalla
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但中文名称中用何种后缀来表达环的大小则需要深入探讨, 正如我们前面提到的, 在中文系统过去习惯上的命名法为对未有俗名的杂环单环采用置换法命名, 即用含最大非累积双键数的不饱和环环名为后缀, 三至十元环依次为环丙烯、环丁二烯、环戊二烯、环己三烯(苯) 、环庚三烯、环辛四烯、环壬四烯和环癸五烯; 对部分饱和和全饱和的环则采用相应的环烯名和环烷名. 此外也较普遍地接受了少数表示杂环单环的仿Hantzsch-Widman 命名法的专用名词, 如表示五元含氮杂环的“唑”(azole)和六元含氮杂环的“嗪”(azine), 但此时不仅表示了环的大小, 而且也包括了氮杂的含义, 只是不用于只含单独一个氮原子的场合, 因单独一个氮原子的唑有俗名吡咯, 单独一个氮原子的嗪即吡啶. 对于半饱和的五元含氮环也有用唑啉为后缀命名, 饱和的六元含氧环和含硫环则用噁烷和噻烷命名. 根据这一情况相应于Hantzsch-Widman 杂环命名系统的中文命名法可归纳为第一方案(表5).
考虑到中英文命名间的方便转换和在多环体系命
名时的需要, 而且上述第一方案中的中文不饱和后缀又较为繁琐, 因此建议参考本文第一节提出的熳环环系(mancude-ring systems)的命名方法. 按此方式Hantzsch-Widman 杂环中文命名时不饱和后缀可采用丙～癸(熳) 环, 对饱和后缀可采用丙～癸环烷或采用一般的后缀环丙～癸烷. 对已沿用的嗪、唑、唑烷、噁烷等则仍可使用. 此建议用法见表6, 为第二方案.
考虑到命名系统化与传统习惯因素, 本建议推荐优先采用第二方案(表6), 但也可采用第一方案(表5). 这一命名方法不仅可应用于3～10元杂环单环化合物的命名,
而且也可扩展至10元以上的杂环单环, 从而统一了中文杂环单环化合物的命名方式.
例:
1,3-噁唑(1,3-Oxazole) 1,3-氧氮杂戊(熳) 环(按第二方案)
表5 中文Hantzsch-Widman 杂环命名系统的后缀(第一方案) a Table 5 Hantzsch-Widman system stems in Chinese (Plan 1)
环大小
英文不饱和后缀
中文不饱和后缀
英文饱和后缀
中文饱和后缀 环丙烷(丙啶b ) 环丁烷
唑烷(唑啉c ) 环戊烷
环己烷(噁烷d )(噻烷e ) 环己烷 环己烷 环庚烷 环辛烷 环壬烷 环癸烷
3 irene (irineb ) 4 ete 5A ole 5B ole 6A ine 6B ine 6C inine 7 epine 8 ocine 9 onine 10 ecine
a
环丙烯 irane (iridineb )
环丁二烯 etane (etidineb )
唑 olidine (olinec )
环戊二烯 olane 环己三烯(苯) ane
嗪b inane 环己三烯(苯) inane 环庚三烯 epane 环辛四烯 ocane 环壬四烯 onane 环癸五烯 ecane
5A: 杂原子＝N; 5B: 除氮外杂原子; 6A: 杂原子＝O, S, Se, Te, Bi, Hg; 6B: 杂原子＝N, Si, Ge, Sn, Pb; 6C: 杂原子＝B, F, Cl, Br, I, P, As, Sb; b 杂原子＝N; c
半饱和; d 杂原子＝O; e 杂原子＝S.
表6 中文Hantzsch-Widman 杂环命名系统的后缀(第二方案) a Table 6 Hantzsch-Widman system stems in Chinese (Plan 2)
环大小
英文不饱和后缀
中文不饱和后缀
英文饱和后缀
中文饱和后缀d
3 irene (irineb ) 4 ete 5A ole 5B ole 6A ine 6B ine 6C inine 7 epine 8 ocine 9 onine 10 ecine
a
丙(熳) 环 irane (iridineb ) 丙环烷(丙啶b )(环丙烷) 丁(熳) 环 etane (etidineb ) 丁环烷(环丁烷)
c
戊(熳) 环(唑) olidine (oline) 戊环烷(唑烷)(环戊烷)(唑啉c ) 戊(熳) 环 olane 戊环烷(环戊烷)
己(熳) 环 ane 己环烷(环己烷)(噁烷e )(噻烷f ) 己(熳) 环(嗪b ) inane 己环烷(环己烷) 己(熳) 环 inane 己环烷(环己烷) 庚(熳) 环 epane 庚环烷(环庚烷) 辛(熳) 环 ocane 辛环烷(环辛烷) 壬(熳) 环 onane 壬环烷(环壬烷) 癸(熳) 环 ecane 癸环烷(环癸烷)
5A: 杂原子＝N; 5B: 除氮外杂原子; 6A: 杂原子＝O, S, Se, Te, Bi, Hg; 6B: 杂原子＝N, Si, Ge, Sn, Pb; 6C: 杂原子＝B, F, Cl, Br, I, P, As, Sb; b 杂原子＝N; c d e f 半饱和 ; 此类中文后缀限用于3～10元杂环单环化合物的命名; 杂原子＝O; 杂原子＝S.
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2
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2
1,2-
噁唑(异噁唑)(1,2-Oxazole, Isoxazole)
1,2-氧氮杂戊(熳) 环(按第二方案)
1,4-二噁烷(1,4-Dioxane)
1,4-二氧杂己环烷, 1,4-
二氧杂环己烷(1,4-Dioxacyclohexane)(按第
二方案)(曾用名为二氧六环)
1,2,5-
噁二唑(曾用名为呋咱)[1,2,5-Oxadiazole (Furazan)]
1,2,5-氧二氮杂戊(熳) 环(按第二方案)
1,3-噻唑(1,3-Thiazole)
1,3-硫氮杂戊(熳) 环(按第二方案)
154
1,4-二氧杂环己二烯(按第一方案)
1,4-二氧杂己(
熳) 环(1,4-Dioxine)(按第二方案)
S
2
3
1,3,5-三磷杂己(熳) 环(1,3,5-Triphosphinine)(按第二方案)
65
7
1,2-噻唑(异噻唑)(1,2-Thiazole, Isothiazole)
1,2-硫氮杂戊(熳) 环(按第二方案)
154
4
3
12
S 23
2H -氮杂庚(
熳
)
环(曾用名为氮杂 )(2H -azepine)(按第二方案)
2-噻唑啉(2-Thiazoline)
4H ,5H -1,3-硫氮杂戊(熳) 环(按第二方案)
噁唑烷(Oxazolidine)
1,3-氧氮杂戊环烷, 1,3-氧氮杂环戊烷(按第二方案)
氮杂环辛四烯(按第一方案)
氮杂辛(熳) 环(曾用名为吖辛因)(Azocine)(按第二方案)
16
4
3
2
5
氮杂丙环烷
氮杂环丙烷(曾用名为(氮) 丙啶)(Aziridine)
H 1
3
1,2,4-三嗪(1,2,4-Triazine) 1,2,4-三氮杂己(熳) 环(按第二方案)
65
氮杂环丙烯(按第一方案)
氮杂丙(熳) 环(1H -azirine)(按第二方案)
S
1
2
3
4
氧杂环丙烯(按第一方案)
氧杂丙
(熳) 环(Oxirene)(按第二方案)
6H -1,2,5-噻二嗪(6H
-1,2,5-thiadiazine)
6H
-1,2,5-硫二氮杂己(熳) 环(按第二方案)
氧氮杂环丙烯(按第一方案)
氧氮杂丙(熳) 环(Oxazirene)(按第二方案)
Chin. J. Org. Chem. 2015, 35, 1179～1184
2H ,6H -1,5,2-二噻嗪(2H ,6H -1,5,2-dithiazine)
2H ,6H -1,5,2-二硫氮杂己(熳) 环(按第二方案)
2015 Chinese Chemical Society & SIOC, CAS http://sioc-journal.cn/
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有机化学 1765
学术动态
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S N
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[2]
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2,4,6-triene)(按第一方案)
1-硫杂-4-氮杂庚(熳) 环(1,4-Thiazepine)(按第二方案)
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[4] [5]
1,4-二氮杂环庚三烯(
按第一方案)
1,4-
二氮杂庚(熳) 环(1,4-Diazepine)(按第二方案)
1,3,5,7-四氧杂环辛烷(1,3,5,7-Tetroxacane)
1
[6] [7]
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3
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6H -1,2,5-硫二氮杂己(熳) 环(6H-1,2,5-thiadiazine)
致谢 感谢北京大学花文廷教授对杂环命名的有益讨论.
References
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(Zhao, C.)
1184 http://sioc-journal.cn/
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