有机化合物的分类

已知有超过 2700 万种化合物。因此，几乎不可能单独研究它们。因此，需要对有机化合物进行分类。

有机物质可以按结构和化学两种方式分类，即

• 基于结构
• 基于功能组

下图描述了基于结构的有机化合物的一般分类

无环化合物

这些是通过连接碳原子形成开链而形成的化合物。脂肪族化合物是这些化学物质的另一个名称。

它们的结构可能是直链或支链。

直链的例子，

• 正丁烷： CH ₃ -CH ₂ -CH ₂ -CH ₃

支链的例子，

• 异丁烷：

异丁烷

环状化合物

这些是其中碳原子连接形成一个或多个带有或不带有杂原子的环的化合物。

它们进一步分为同环化合物和杂环化合物两类。

• 单环或碳环：在这些化合物中，环仅由碳原子组成。同环化合物进一步分为两类：

1. 脂环族化合物：这些化合物显示出一些类似于脂肪族化合物的特性。在这些同环化合物中，碳原子仅通过单键连接。例如环丙烷等。
2. 芳香族化合物：这些化合物至少含有一个化学行为类似于苯的芳香环。例如苯等。
   • 芳香族化合物又分为苯类化合物和非苯类化合物。苯类化合物的结构中至少存在一个苯环，非苯类物质的芳香环不是苯。因此。

• 杂环化合物：这些化合物在碳原子的环中包含一个或多个杂原子，如氧、氮、硫等。它们还进一步分为两种类型。

1. 杂脂环族化合物：环中至少含有一个杂原子的脂环族化合物称为杂脂环族化合物。例如四氢呋喃（THF）等。
2. 杂芳族化合物：环中至少含有一个杂原子的芳族化合物称为杂芳族化合物。如呋喃等。
   • 杂芳族化合物分为苯类化合物和非苯类化合物：

基于官能团的有机化合物分类

官能团是分子中影响其化学特性的部分。每个有机分子的化学性质，无论大小或复杂性如何，都由其所含的官能团定义。

有机化合物根据其官能团分类如下

S. no.	Class	General Formula	Functional Group	Common Suffix/prefix (systematic)
1	Hydrocarbons
	Alkanes	R – H	C – C	-ane
	Alkenes	R – CH = CH – R	C = C	-ene
	Alkynes	R – C ≡ C – R	C ≡ C	-yne
	Arenes	ArH		-ene
2	Halogen containing compounds
	Alkyl Halides	R – X	– X	-halide
	Aryl Halides	ArX		halo-
3	Oxygen-containing compound
	alcohols	R – OH	– OH (hydroxyl)	-ol
	Phenols	Ar – OH	– OH (Phenolic)	-ol
	Ethers	R – O – R’	– C – O – C –	ether
	Aldehydes	RCHO		-al
	Ketones	RR’C = O		-one
	Carboxylic acid	RCO2H		-ic acid
4	Carboxylic acid derivatives
	Esters	RCO2R’		-ate
	Amides	RCONHR’		-amides
5	Nitrogen-containing compound
	Amines	RNH2 , RNHR’	-NH2 (Amino)	-amine
	Nitriles	RC ≡ N	– C ≡ N	-nitrile
	Nitro Compounds	ArNO2		nitro-
where, R – Represents Alkyl group and  Ar – represents Aryl group

同源系列

A homologous series is a set of organic compounds that each include a distinct functional group and differ from one another in the molecular formula by the a-CH₂-(methylene) group.

各个系列成员被称为同系物，它们可以用通用分子式表示。同源物在同源系列中按分子量递增的顺序排列。

通式为，C _n H _{2n + 1} （官能团）

例如，酒精的同系系列是

Member	Name
CH3OH	Methyl alcohol
C2H5OH	Ethyl alcohol
C3H7OH	Propyl alcohol
C4H9OH	Butyl alcohol

NOTE: Ethyl alcohol is higher homologous of methyl alcohol but a lower homolog of propyl alcohol

同源系列的特点

以下是同源系列的特点：

• 相同的通式可用于表达同源物。
• 同源物是同一官能团的成员。
• 因为连续成分的化学式因-CH2-基团而改变，所以它们的分子量相差14个单位。
• 可以使用类似的化学方法合成同源物。
• 同源物具有相同的化学特征。
• 熔点、沸点、密度、溶解度等物理特性因同系物而异。

示例问题

问题1：写出下列有机化合物的类名

• CH ₃ – (CH ₂ ) ₃ – CH ₂ – 氯
• CH ₃ – CH ₂ – CH ₂ – NH ₂
• CH ₃ – CH ₂ – OCH ₃

回答：

• The first compound contains an halogen atom (-Cl) thus, its an alkylhalide
• The second compound contains amino group(-NH₂) thus its an amine
• The third compound contains a ether group thus its an ether.

问题2：写出下列有机化合物的完整结构式

• 4-乙基-3甲基辛烷
• 2-甲基丁-2-醇
• 2-甲基环六-1, 3-二烯

回答：

4-Ethyl-3 methyl octane

2-Methylbutan-2-ol

2-Methylcyclohexa-1, 3-diene

问题3：在同源级数上写笔记，写出一般分子式？

回答：

Homologous series is a series of organic compounds containing characteristics functional group and the successive member differ from each other by a -CH₂ group.

Organic compounds form homologous series such as alkanes, akenes, alknes, alcohol, amines, etc.

General Molecular Formula: C_nH_{2n + 1} (Functional group)

问题4：写出同系氯化物的前六个同系物的名称和分子式。

回答：

Molecular formula C_nH_{2n + 1} X

The first 6 homologous series of alkyl chloride are

1. CH₃Cl  (methyl chloride)
2. C₂H₅Cl  (ethyl chloride)
3. C₃H₇Cl  (propyl chloride)
4. C₄H₉Cl  (butyl chloride)
5. C₅H₁₁Cl  (pentyl chloride)
6. C₆H₁₃Cl  (hexyl chloride)

问题 5：写出下列化合物同源系列的前 4 个成员的结构式

• 醛类
• 羧酸

回答：

Aldehydes

1. H -CHO (methanal)
2. CH₃ – CHO (ethanal)
3. CH₃ – CH₂ – CHO (propanal)
4. CH₃ – CH₂ – CH₂ – CHO (butunal)

Carboxylic acid

1. H – COOH (methanoic acid)
2. CH₃ – COOH (ethanoic acid)
3. CH₃ – CH₂ – COOH (propanoic acid)
4. CH₃ – CH₂ – CH₂  – COOH (butanoic acid)

问题 6：命名下列有机化合物。列出每个化合物中的官能团名称

回答：

1. 4-Hydroxypent 2-enal [Functional group – hydroxy, aldehyde, alkene]
2. 4-amino- 4-methylpentan-2 one [Functional group – Amino, keto]
3. 2-3 dimethyl butane-2-3 diol [Functional group – hydroxy]