Question

有机化学中基团的优先次序规则

Answer 1

有机化学离不开命名，在命名时烷烃是最简单的，命名的原则其实也很简单。总结一下就是“一选二编三配基”。  说实话，烷烃中因为没有官能团，所以这个次序规则显得比较重要。对于简单的支链基团，一般都知道，甲基最小，乙基次之，所以命名时也容易，甲基要先说，乙基要后说。其实这里面就有了一个次序规则，大基团就是优先基团，优先基团后说，编号大一点没有关系。

那到底这个优先不优先以什么为规则呢？说起来也很简单，其实就是主链与支链连接的第一个原子的原子序数（质子数）大小有关。原子序数大的就是优先基团。所以在有机化学中，那些含有杂原子的，如卤素原子作为取代基时，肯定比含碳的基团为优先。虽然有时含碳的是一个长链，一个大环，但是人家与主链连接的第一个原子是卤素，哪怕最小的卤素，氟，也比碳大啊。所以它们总是比含碳基团优先。故对于那些含有杂原子的基团而言，都比含碳的基团优先。但是在有机化学里这些杂原子毕竟是少数，大多数成员就是含碳基团。小的如甲基，乙基，异丙基，大的复杂的有叔丁基，异丁基，乙烯基，乙炔基，以及醛基、羧基、苯基等等。它们之间的大小，或者优先顺序如何比较？尤其是遇到重键时该如何比较？

其实对于比较优先基团顺序来说，遵循一条原则，“顺藤摸瓜，哪里先遇到的大的”瓜“，那个就是优先基团”。所以对于简单的甲基和乙基，最先遇到的都是碳，但是甲基两边结的是什么瓜？三个都是氢原子，但对于乙基而言，它是两个氢原子，还有一个是碳原子，很明显，碳比氢大，所以乙基相对甲基而言，它就是一个优先基团。

那遇到重键又如何比？对于重键相对而言比较复杂一些。它的主链就是σ键，而它结的瓜就是对应的π键或者还有其他原子（如乙烯基），因为键的形成是相互的，所以成键双方都有资格把碳归属于自己一次。从而导致了如下的表示。

从上述的变化中就可以明显的看出氰基比乙炔基大，炔基也比乙烯基大。这样以来，这些重键的基团与常见的烷基做一个比较相对就容易了很多。只要画出其基本骨架就可以比较其大小，如异丙基虽然只有三个碳，但是它比那些直链的烷基都要大，它比异丁基，异戊基等都要大。同时乙烯基却比叔丁基要小。要是你感兴趣，你可以自己画一下，就可以得出它们之间的大小顺序。

这样的优先次序规则有什么用途？在有机化学中的基团命名的顺序，如单环烷烃接的支链编号顺序、烯烃的Z、E命名法、旋光异构体（外消旋异构体）中手性碳原子的R、S命名等都有它的价值体现。所以学会判断优先次序规则，对于有机化学中的命名，这个我认为学习有机化学“最难的知识点”而言，已经掌握了大半。

2020.3.13  晚间匆匆

晚上刚给学生上完直播答疑，讲了半天，不知道学生掌握了多少。真心的说，这个直播对于老师而言，真的心里没底。