笔者之前的文章 被子被太阳暴晒之后，闻上去有一股香香的味道，背后的科学原理是什么? 提到，二甲基丙醛的分子式为 (CH3)2CHCHO.
明明有 4 个碳原子，为什么还叫丙醛？
这是一个需要从有机化学的命名规则、结构特征以及历史背景等多个维度来理解的问题。
在理解这个问题之前，让我们先简单梳理一下丙醛的结构和命名规律。
丙醛（propionaldehyde，C3H6O）的命名是根据有机化学中系统命名法而来的。在这套命名系统中，化合物名称的前缀一般反映碳链的长度，而后缀则表示官能团的种类。例如`丙`通常用于表示三个碳原子的骨架，而醛则表示这个化合物含有醛基(–CHO).
因此，丙醛是一种具有三个碳原子且含有醛基的化合物，化学式为 C3H6O.
现在我们回到二甲基丙醛这个分子。它的分子式是 (CH3)2CHCHO，也就是 CH3-C(CH3)-CHO.
乍一看，这个分子中确实包含了四个碳原子：两个来自两个甲基基团（CH3），一个来自连接甲基的碳原子，还有一个来自醛基（–CHO）上的碳。然而，它却被称为丙醛，而不是像大家预期的那样叫做丁醛或其他四碳化合物的名字。
这种看似矛盾的命名现象其实有其深刻的化学和命名学背景。这里要从几个角度来分析。
系统命名法中的支链命名规则
在有机化学中，主链的选择遵循特定的优先级规则。根据 IUPAC（国际纯粹与应用化学联合会）命名法，主链的选择通常基于以下原则：
1. 最长的碳链：在决定化合物的主链时，首先考虑含有官能团的最长连续碳链。在二甲基丙醛的情况下，尽管整个分子包含四个碳原子，但可以看到其中有一个支链（两个甲基连在同一个碳原子上）。主链其实只有三个碳原子，即丙烷的骨架。
2. 官能团的优先级：在有多个可能的主链时，含有官能团的那条链通常会被选择为主链。在二甲基丙醛中，醛基（–CHO）是关键官能团，因此连接醛基的三碳链是主链。尽管分子中有第四个碳原子，但它是作为支链存在的。
结合这两个规则，二甲基丙醛的主链由三个碳原子组成，而两个甲基基团（CH3）作为支链连接在中间的碳原子上。由于主链只有三个碳，所以在命名时仍然使用丙作为前缀，而两个甲基作为修饰基团。这就解释了为何二甲基丙醛的分子含有四个碳原子，但名称中仍然使用了丙字根。
历史因素和命名传统
除了现代的 IUPAC 命名规则，历史背景也是理解这一现象的重要部分。早期的化学命名法并不像今天这样系统化和严格标准化。在过去，许多化合物是根据其发现者、来源或者特定的物理化学性质命名的。
在这些早期命名的化合物中，有些名称沿用了下来，即使它们并不完全符合现代的 IUPAC 命名规则。丙醛的命名传统上与它的分子骨架——丙烷（C3H8）的结构相关，后者是有机化学中最基本的三个碳原子烷烃之一。
这种命名法的延续性使得化学家可以通过名称快速推断出化合物的基本骨架，而不至于在复杂的分支化合物中迷失。通过这种系统化的命名方法，化学家可以清楚地理解一个化合物的核心结构和其反应性。
