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同系列

在分子结构式上相差一个或若干个某种原子团(或复合体)的化合物,互为同系物,这一系列的化合物,就构成一个同系列。其通式为:XAnY。X、Y称为端基,A为链单元或链节,n为自然数,称为同系序数。链单元与端基X和Y之间,可以是单键、双键或叁键,链单元可以是任何原子团。同系物可指脂肪族同系物、同烯系物、同苯系物等各类有机结构。

早期的同系列概念是狭义的,即指以通式:

公式 符号

代表的化合物互为同系物,构成一个同系列。式中X和Y为各种官能团或原子,n为自然数。按照这个定义,所有简单的脂肪族化合物都可以用这个通式概括起来,例如甲烷、乙烷、正丙烷、正丁烷……,其分子结构可用下列通式表示:

公式 符号

它们互为同系物,构成一个同系列。同系物中的某些性能是大同小异且依次递变的,这就是同系原理。

20世纪30年代,共轭烯类化合物的同系列现象引起人们的注意,提出了同烯系物,即通式为:

公式 符号

的一系列化合物;并发现不论n为何值,X和Y之间的相互影响与它们直接相连时相同,即所谓插烯原理。例如,乙醛、2-丁烯醛、2,4-己二烯醛……可用下列通式表示:

公式 符号

它们构成一个同烯系列。众所周知,在乙醛中,由于醛基的影响,甲基比较活泼,可以进行许多活泼氢的典型反应,例如醇醛缩合反应。2-丁烯醛、2,4-己二烯醛中的甲基,虽与醛基之间隔了几个烯键,但仍表现出活泼的性质,如丁烯醛中的甲基也能发生醇醛缩合反应。

同样,苯、联苯、对三联苯等,构成一个联苯系列,可用通式公式 符号表示。

同系列中,由于其分子结构是有规则地改变的,其物理化学性质的变化也呈现一定规律。19世纪后半叶以来,许多科学工作者为了寻找同系物间性能递变的定量规律,测定了大量的性能数据,总结出许多经验公式。这些工作不但丰富了人们对同系物结构性能关系的认识,能够比较精确地预测同系物的性能,而且对某些有机物如染料、药物等的生产也起了重要的指导作用。

参考书目
    蒋明谦著:《有机化合物的同系线性规律》,科学出版社,北京,1980。