Хими́ческая номенклату́ра
— совокупность химических терминов и названий индивидуальных химических веществ, их групп и классов, а также правила составления этих названий.
Содержание
История
Система наименований химических соединений длительное время развивалась хаотично, наименования давались в основном первооткрывателями каких-либо соединений. Многие вещества известны настолько давно, что происхождение их наименований носит легендарный характер. Исторически сложившиеся «собственные имена» выделяют как
тривиальные названия
. Они не вытекают из каких-либо единых систематических принципов, не выражают строения соединения и чрезвычайно разнообразны. Например:
рудничный газ
,
винный спирт
,
ванилин
,
сода
.
Создание систематической номенклатуры
Химическая номенклатура, как система единых принципов для создания общепринятой терминологии и названий веществ (систематическая номенклатура), берет свое начало с работы
Гитон де Морво
, который в 1782 году предложил в противовес спорадическому присвоению названий химических веществ подход, согласно которому простейшим химическим веществам следует присвоить простые химические названия, из которых далее возможно составляться названия соединений более сложного состава
.
Гитон де Морво
опубликовал первую таблицу химической номенклатуры (
Tableau de Nomenclature Chimique
), включавшую шесть минеральных кислот, шесть кислот растительного и четыре животного происхождения, а также три щелочи и предложил на их основе метод наименования около пятиста соединений
. В 1787 г шесть французских химиков —
Гитон де Морво
,
Лавуазье
,
Бертолле
,
Фуркруа,
Хассенфратц и Аде, — опубликовали первую общепринятую систематическую химическую номенклатуру (
Méthode de nomenclature chimique
), получившую далее известность как номенклатура
Лавуазье
. Наряду с правилами наименования
веществ
, в ней было предложено использовать комбинацию букв и геометрических фигур в качестве символов для обозначения
химических веществ
и отдельных
групп
(например, квадрат с буквой
F
обозначал
железо
, а круг с буквой
F
обозначал
фторид-ион
)
−347
−245
, что явилось прообразом химических формул.
В
1801 году
В. М. Севергин
принимает новую химическую номенклатуру Лавуазье, переводит и вводит русскоязычные химические термины.
Например, он впервые назвал: «кислотворное вещество» (кратко «кислотвор», совр.
кислород
), водотворное —
водород
, удушливое — (
азот
), угольное —
углерод
. Оксиды металлов назвал — «
земли
». Дал химическое обозначение солям. В дальнейшем он переводил
и составлял химические словари
, что способствовало закреплению его химической номенклатуры. Развернутое описание химической номенклатуры на русском языке было дано
Г. Гессом
в 1831 году
.
В 1803—1810 годах
Дальтон
предложил альтернативный номенклатуре
Лавуазье
подход для краткой записи
химических соединений
, в котором
элементы
отображались в виде кругов, символизировавшие
атомы
, с особыми символами или буквами для каждого
химического элемента
. Достоинством такого подхода являлась возможность изображать структуры
молекул
в виде комбинации
атомов
, что явилось прототипом современных
структурных формул
. Основной недостаток, как и для символических обозначений в номенклатуре
Лавуазье
, состоял в трудности использования таких обозначений в печатных изданиях
−256
.
Можно выделить четыре основных этапа развития систематической номенклатуры:
Рациональная (радикально-функциональная) номенклатура
создана в середине XIX века под влиянием
теории радикалов
Берцелиуса
и более поздней теории типов
Дюма
и
Лорана
. Следствием теории типов и последующего открытия
гомологии
и
изомерии
стала возможность объединять
вещества
с близкими свойствами в одну группу (
спирты
,
кетоны
,
карбоновые кислоты
), используя при их наименовании название самого простого представителя (
метан
,
фенол
,
нафталин
,
муравьиная кислота
и др) в качестве основы, к которой в качестве приставок добавлялись названия
радикалов
, замещавшие водород
;
так,
этан
в рациональной номенклатуре имел название
метилметан
. Использовали и другие основы названий, не связанные с конкретными соединениями (
кетон
,
карбинол
), например,
диметилкетон
для
ацетона
,
метилэтилкарбинол
для
бутан-2-ола
−299
. Последние значимые уточнения в рациональную номенклатуру вносились в 1879 году
Лондонским Химическим обществом
.
−276
В настоящее время рациональная номенклатура широкого распространения не имеет, но отдельные ее положения нашли отражение в современной заместительной номенклатуре.
Женевская номенклатура
. 19—22 апреля
1892
на
Женевском
конгрессе
Международной комиссии для реформы химической номенклатуры были приняты правила номенклатуры, называемой Женевской. Это были первые научно-обоснованные и хорошо систематизированные правила для органических веществ, основанные на данных о структуре и составе соединений. Появляется термин «систематическая номенклатура», в которой каждому названию может быть сопоставлена соответствующая
структурная формула
соединения
. В основу легли принципы заместительной номенклатуры, в которой молекулы соединений рассматриваются как продукты замещения атомов
водорода
в молекулах
углеводородов
на различные другие атомы, заместители или функциональные группы, при этом, основу названий стали составлять названия соответствующих
углеводородов
. Например, диметилэтилметан получил название 2-метилбутан. Появились первые правила выбора главной углеродной цепи и боковых цепей при построении названий, обозначение и нумерация кратных связей. Названия многих
функциональных групп
стали отражаться в суффиксе (
пропанон
для
ацетона
,
этановая кислота
для
уксусной кислоты
), при этом понятие главной функциональной группы при выборе основной цепи ещё отсутствовало (например, для
бензилового спирта
использовалось название бензол-этилол). Женевская номенклатура составила основу номенклатурных правил
органической химии
разрабатываемых далее при участии
ИЮПАК
.
Льежская номенклатура
.
. В
1930
ИЮПАК
по результатам конференции в Льеже принял новые правила наименования
органических соединений
, которые были близки к Женевской номенклатуре, но уточняли ряд ее положений, в частности,
химическая номенклатура фокусировалась на соединениях известного строения;
точная форма терминов, окончаний и др. составляющих названий должна была быть приведена в соответствие с особенностями каждого национального языка;
введено понятие главной функциональной группы в соединении, с которой должна быть обязательно соединена главная углеродная цепь молекулы, функциональные группы ранжированы по старшинству для возможности выбора одной главной группы;
Последующие версии номенклатуры ИЮПАК.
Разнообразие номенклатурных систем для новых
органических соединений
и возникающие из-за этого сложности в научной и практической деятельности привели к тому, что в
1947 году
на совещании
ИЮПАК
в Лондоне было принято решение о выработке новых международных правил номенклатуры, которые были созданы в
1957 году
и опубликованы под названием
Правила номенклатуры органических соединений
IUPAC 1957
. Впоследствии они составили регулярно обновляемый свод номенклатурных правил
ИЮПАК
по
органической химии
, известный как Синяя книга.
Совершенствование номенклатуры неорганических и координационных соединений
Существенным дополнением к бинарной номенклатуре неорганических соединений, созданной при участии
Лавуазье
и
Берцелиуса
, стала аддитивная номенклатура, предложенная
Вернером
для
координационных соединений
. В аддитивной номенклатуре названия
лигандов
следовали за названием центрального атома, к которому добавлялось окончание
-ат
, если комплексная часть
координационного соединения
была
анионом
.
Вернер
тажке предложил использовать мультипликативные приставки (
ди-
,
три-
итд) для указания количества лиандов. Например, тетрацианоникелат(0) калия для
K
4
[Ni(CN)
4
]
или хлорид трис(этилендиамин)кобальта (III) для
[Co(NH
2
CH
2
CH
2
NH
2
)
3
]Cl
3
.
Впервые упорядоченные номенклатурные правила в области химии
полимеров
(высокомолекулярных соединений) были разработаны
ИЮПАК
в 1952 году
. Наряду с общей терминологией и принципами наименования
полимерных молекул
они включали определения понятий
молекулярной массы
полимеров
,
осмотического давления
и
вязкости
их
растворов
, номенклатуру
полисахаридов
, определения основных типов
реакций полимеризации
и их
кинетических
аспектов. Первые систематические названия линейных органических
полимеров
, не получившие впоследствие широкого распространения, состояли из приставки
поли-
, названия простейшего структурно-повторяющегося фрагмента и суффикса
-амер
(например,
полиметамер
для
полиэтилена
). Далее эта номенклатура была дополнена описанием пространственной структуры для случая регулярных полимеров
.
В 1975 году
номенклатура была существенно пересмотрена и стали допустимыми два подхода для наименования полимеров на основе:
названий синтетического предшественника — исходного
мономера
или его условного аналога (например,
полиэтилен
),
названий структурно повторяющегося фрагмента (
поли(метилен)
),
причём, в обоих случаях для названий основы использовалась заместительная номенклатура
ИЮПАК
для органической химии
. Эти походы используются в современной номенклатуре
высокомолекулярных соединений
, составляющей Фиолетовую книгу
ИЮПАК
, в которой также классифицированы структурные типы
полимеров
и приведены способы построения их
структурных формул
и перечень общеупотребимых
аббревиатур
.
Создание биохимической номенклатуры
В период с 1921 до 1954 года разработкой номенклатуры в области
биологической химии
занималась отдельная комиссия
ИЮПАК
. За это время в сотрудничестве с комиссией
ИЮПАК
по номенклатуре
органической химии
ею были созданы единые правила для наименования
углеводов
,
аминокислот
и
пептидов
,
жиров
,
ферментов
,
каротеноидов
и
витаминов
. Выделение
биохимии
в отдельную от
химии
и родственную
молекулярной биологии
область
науки
привело к созданию в 1955 году самостоятельного Международного союза биохимии (
International Union of Biochemistry, IUB
), позднее ставшего
(
International Union of Biochemistry and Molecular Biology, IUBMB
), который создал собственную комиссию по номенклатуре
. С этого времени ИЮПАК и
IUB(MB)
ведут совместную работ
у
по совершенствованию биохимической номенклатуры в рамках объединенной комиссии (до 1977 года
— Commission of Biochemical Nomenclature, CNB
, далее
—
), при этом вопросы номенклатуры, не затрагивающие напрямую интересы химиков, рассматриваются отдельной номенклатурной комиссией
IUBMB (
)
−159
. В 1992 году ИЮПАК и
IUBMB
выпустили актуальный в то время сборник статей по биохимической номенклатуре, названный Белая книга
. Номенклатурные правила по биохимии традиционно выпускаются в виде отдельных статей для каждого класса природных соединений и публикуются в изданиях
ИЮПАК
и
IUBMB
,
а также размещаются на сайте
.
Изначально предполагалось, что для наименования веществ биологического происхождения известного состава и строения будет применяться заместительная номенклатура
органических веществ
, однако, для биохимического сообщества более приемлемым оказался подход, основанный на принципах рациональной номенклатуры
с использованием большого количества
тривиальных
основ (например, гидрокси-4-
L
-пролин, деоксирибоза), а для природных соединений более сложного строения (например,
ферменты
) структурный подход оказался полностью неприменим. Далее основным принципом биохимической номенклатуры стало создании не систематических, а скорее согласованных (
coherent
) названий и последовательных подходов к их построению
−86
, при этом названия биохимических
молекул
выстраиваются на основе одного или более критериев, приведенных ниже
−160
:
в виде производного от другого родственного соединения, названного по вышеуказанным критериям;
порядковые или каталожные номера.
Современное состояние
Номенклатура ИЮПАК — действующий мировой стандарт
Наличие устоявшейся общепризнанной на мировом уровне и активно используемой химической номенклатуры является результатом активной и скрупулезной работы
ИЮПАК
в течение всей столетней истории
существования этого химического общества, сумевшего консолидировать усилия
химиков
всего мира для выработки единых принципов
наименования
химических веществ
и химической терминологии. На сегодняшний день именно номенклатура
ИЮПАК
является стандартным средством коммуникации в большинстве научных и промышленных областей
химии
.
Современная химическая номенклатура
ИЮПАК
содержит сведения по трем основным направлениям:
Совершенствуя химическую номенклатуру по междисциплинарным областям
химии
,
ИЮПАК
тесно взаимодействует с другими мировыми научными организациями, например,
в случае биохимической номенклатуры
или
для развития раздела химической номенклатуры для применения в
клинической биохимии
.
Успешность создания химической номенклатуры, общепринятой в мировом масштабе, зачастую, определяется возможностью нахождения
компромиссов
в случае неоднозначных вопросов. В номенклатуре
ИЮПАК
яркими примерами таких компромиссных решений являются:
Отказ от доминирующей роли
английского языка
– применение номенклатуры вне англоговорящих стран учитывает нормы и правила национальных языков, что создает определённые трудности в переводе названий и терминов с одного языка на другой, но позволяет делать их
лексически
и
фонетически
более гармоничными.
Соглашение о возможности использования устойчивых
тривиальных
(не относящихся к систематической или полусистематической номенклатуре) названий для ряда широко известных
веществ
.
Guyton de Morveau, Louis-Bernard.
(фр.)
// Observations sur la physique, sur l'histoire naturelle et sur les arts. — 1782. — Janvier (
vol. 19
). —
P. 370—382
.
4 марта 2023 года.
↑
Maurice P. Crosland.
(англ.)
. — London: Heinemann, 1962. — 406 p. —
ISBN 0-486-43802-3
.
5 марта 2023 года.
Guyton de Morveau, Louis-Bernard.
(фр.)
// Observations sur la physique, sur l'histoire naturelle et sur les arts. — 1782. — Mai (
vol. 19
). —
P. 382
.
4 марта 2023 года.
Louis-Bernard Guyton de Morveau, Pierre-Auguste Adet, Claude-Louis Berthollet, Antoine Laurent Lavoisier, Jean-Henri Hassenfratz, comte Antoine-François de Fourcroy.
(фр.)
. — Paris: Académie Royale des Sciences, 1787. — 312 с.
6 марта 2023 года.
Wolfgang Lefèvre.
(англ.)
// Ambix. — 2018-01-02. —
Vol. 65
,
iss. 1
. —
P. 9–29
. —
ISSN
. —
doi
:
.
6 марта 2023 года.
↑
Jaime Wisniak.
(англ.)
// The Chemical Educator. — 2000-12. —
Vol. 5
,
iss. 6
. —
P. 343–350
. —
ISSN
. —
doi
:
.
Севергин В. М.
Пробирное искусство, или руководство к химическому испытанию металлических руд и других ископаемых тел. СПб.: ИАН, 1801. XVI, [15], 370 c.
Каде де Гассикур Ш.
(рус.)
/ Перевод В. М. Севергина. —
СПб.
: тип. ИАН, 1810—1813.
6 марта 2023 года.
Севергин В. М.
Руководство к удобнейшему разумению химических книг иностранных, заключающее в себе словари: латинско-российский, французско-российский и немецко-российский, по старинному и новейшему словознанию. СПб.: тип. ИАН, 1815. V, 291, 4 с.
Гесс Г.И.
. —
СПб.
: Тип. Императ. акад. наук, 1831. — 611 с.
22 марта 2023 года.
Dalton J.
. — London: R. Bickerstaff, 1808. — С. 218. — 598 с.
J. Berzelius.
(англ.)
// Annals of Philosophy. — 1813. — November (
vol. 2
). —
P. 357—368
.
17 декабря 2014 года.
J. Berzelius.
(англ.)
// Annals of Philosophy. — 1814. — January (
vol. 3
). —
P. 51—60
.
8 марта 2023 года.
В более поздних вариантах записи формул, чтобы отразить связность
атомов
в
соединениях
,
Берцелиус
предлагал использовать точки для обозначения атомов
кислорода
и запятые для обозначений атомов
серы
над символами
элементов
, с которыми они были соединены, однако эти подходы для записи
формул
не получили распространение.
(англ.)
// Journal of the Chemical Society, Transactions. — 1879-01-01. —
Vol. 35
,
iss. 0
. —
P. 257–281
. —
ISSN
. —
doi
:
.
10 марта 2023 года.
, Т. 7, с. 283–292.
Henry E. Armstrong.
(англ.)
// Nature. — 1892-05. —
Vol. 46
,
iss. 1177
. —
P. 56–59
. —
ISSN
. —
doi
:
.
10 марта 2023 года.
,
Bulletin de la Société Chimique de Paris
, Série 3,
8
: xiii—xxiv, 1892,
из оригинала
11 февраля 2023
, Дата обращения:
11 февраля 2023
.
, Т. 7, с. 293–303.
(англ.)
// Journal of the Chemical Society (Resumed). — 1931. —
P. 1607
. —
ISSN
. —
doi
:
.
(англ.)
// Journal of the American Chemical Society. — 1960-11. —
Vol. 82
,
iss. 21
. —
P. 5545–5574
. —
ISSN
. —
doi
:
.
11 февраля 2023 года.
Henri A Favre, Warren H Powell.
. — The Royal Society of Chemistry, 2013-12-17. —
ISBN 978-0-85404-182-4
, 978-1-84973-306-9.
12 марта 2023 года.
↑
. — Cambridge, England: Royal Society of Chemistry, 2014. — 1 online resource (ixiii, 1568 pages) с. —
ISBN 978-1-84973-306-9
, 1-84973-306-6.
23 июня 2023 года.
Werner, A.
(нем.)
. — Braunschweig: Vieweg, 1905. — S. 92—95. — 189 S.
Edwin C. Constable.
(англ.)
// Chemistry. — 2019-12. —
Vol. 1
,
iss. 1
. —
P. 126–163
. —
ISSN
. —
doi
:
.
23 марта 2023 года.
W. P. Jorissen, H. Bassett, A. Damiens, F. Fichter, H. Remy.
(англ.)
// Journal of the Chemical Society (Resumed). — 1940. —
P. 1404
. —
ISSN
. —
doi
:
.
↑
. — Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2005. — xii, 366 pages с. —
ISBN 978-0-85404-438-2
, 0-85404-438-8.
28 марта 2021 года.
// Journal of Polymer Science. — 1952-03. —
Т. 8
,
вып. 3
. —
С. 257–277
. —
doi
:
.
15 марта 2023 года.
(амер. англ.)
.
IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry
. Дата обращения: 15 марта 2023.
15 марта 2023 года.
M. L. Huggins, G. Natta, V. Desreux, H. Mark.
(англ.)
// Pure and Applied Chemistry. — 1966-01-01. —
Vol. 12
,
iss. 1—4
. —
P. 643–656
. —
ISSN
. —
doi
:
.
15 марта 2023 года.
// Pure and Applied Chemistry. — 1976-01-01. —
Т. 48
,
вып. 3
. —
С. 373–386
. —
ISSN
. —
doi
:
.
15 марта 2023 года.
R. C. Hiorns, R. J. Boucher, R. Duhlev, Karl-Heinz Hellwich, Philip Hodge, Aubrey D. Jenkins, Richard G. Jones, Jaroslav Kahovec, Graeme Moad, C. K. Ober, D. W. Smith, Robert F. T. Stepto, J.-P. Vairon, Jiří Vohlídal.
(англ.)
// Pure and Applied Chemistry. — 2012-10-03. —
Vol. 84
,
iss. 10
. —
P. 2167–2169
. —
ISSN
. —
doi
:
.
15 марта 2023 года.
↑
International Union of Pure and Applied Chemistry. Subcommittee on Polymer Terminology.
. — Cambridge: Royal Society of Chemistry, 2009. — 1 online resource (xix, 443 pages) с. —
ISBN 978-1-84755-942-5
, 1-84755-942-5, 978-1-62870-146-3, 1-62870-146-3.
1 июня 2023 года.
↑
Courtois, J.E.
(англ.)
// Advances in Chemistry. — 1953. —
Vol. 8
. —
P. 83—94
. —
doi
:
.
14 марта 2023 года.
E. C. Slater.
(англ.)
// Trends in Biochemical Sciences. — 1980-07-01. —
Vol. 5
,
iss. 7
. —
P. VII–VIII
. —
ISSN
. —
doi
:
.
Mary Osborn.
(англ.)
// Trends in Biochemical Sciences. — 2005-06-01. —
Т. 30
,
вып. 6
. —
С. 273–275
. —
ISSN
. —
doi
:
.
↑
(Bill) Slater.
// IUBMB Life (International Union of Biochemistry and Molecular Biology: Life). — 2005-05-01. —
Т. 57
,
вып. 4—5
. —
С. 203–211
. —
ISSN
. —
doi
:
.
Kurt L. Loening.
(англ.)
// The Terminology of Biotechnology: A Multidisciplinary Problem / Kurt L. Loening. — Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 1990. —
P. 1–8
. —
ISBN 978-3-540-53052-7
, 978-3-642-76011-2
. —
doi
:
.
↑
Richard Cammack.
// IUBMB Life (International Union of Biochemistry and Molecular Biology: Life). — 2000-09-01. —
Т. 50
,
вып. 3
. —
С. 159–161
. —
ISSN
. —
doi
:
.
↑
. — 2nd ed. — London: Portland Press, 1992. — x, 347 pages с. —
ISBN 1-85578-005-4
, 978-1-85578-005-7.
1 июня 2023 года.
(амер. англ.)
.
International Union of Pure and Applied Chemistry
. Дата обращения: 15 марта 2023.
14 марта 2023 года.
(амер. англ.)
.
International Union of Biochemistry and Molecular Biology
. Дата обращения: 15 марта 2023.
15 марта 2023 года.
(амер. англ.)
.
IUPAC 100
. Дата обращения: 26 марта 2023.
26 марта 2023 года.
. — 2011 edition. — Cambridge, UK, 2011. — xii, 257 pages с. —
ISBN 978-1-84973-007-5
, 1-84973-007-5.
19 января 2023 года.
(англ.)
.
goldbook.iupac.org
. Дата обращения: 26 марта 2023.
24 ноября 2016 года.
↑
. — 3rd ed. — Cambridge, UK: RSC Pub, 2007. — 1 online resource (xiv, 233 pages) с. —
ISBN 978-1-84755-788-9
, 1-84755-788-0, 978-0-85404-433-7, 0-85404-433-7.
26 марта 2023 года.
↑
. — Cambridge, UK, 2017. — 1 online resource (xxix, 182 pages) с. —
ISBN 978-1-78262-245-1
, 1-78262-245-4.
21 марта 2023 года.
(амер. англ.)
.
IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry
. Дата обращения: 26 марта 2023.
31 марта 2023 года.
Stephen R. Heller, Alan McNaught, Igor Pletnev, Stephen Stein, Dmitrii Tchekhovskoi.
// Journal of Cheminformatics. — 2015-05-30. —
Т. 7
,
вып. 1
. —
С. 23
. —
ISSN
. —
doi
:
.
(амер. англ.)
.
IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry
. Дата обращения: 26 марта 2023.
30 мая 2023 года.
(амер. англ.)
.
IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry
. Дата обращения: 26 марта 2023.
21 марта 2023 года.
Fabienne Meyers.
(амер. англ.)
.
IUPAC | International Union of Pure and Applied Chemistry
(30 ноября 2016). Дата обращения: 26 марта 2023.
29 июля 2018 года.