炔烴為分子中含有碳碳三鍵的碳?xì)浠衔锏目偡Q(chēng)

1、炔烴編輯炔烴，為分子中含有碳碳三鍵的碳?xì)浠衔锏目偡Q(chēng)，是一種不飽合的碳?xì)浠衔?，?jiǎn)單的炔烴化合物有乙炔(C2H2)，丙炔(C3H4)等。工業(yè)中乙炔被用來(lái)做焊接時(shí)的原料。碳?xì)浠衔锕倌軋F(tuán)碳碳三鍵分子通式CnH2n-2(其中n為非1正整數(shù))1炔烴簡(jiǎn)介編輯炔烴（拼音：qutng；英文：Alkyne）是一類(lèi)有機(jī)化合物，屬于不飽和烴。其官能團(tuán)為碳-碳三鍵（CC）。通式CnH2n-2，其中n為非1正整數(shù)。簡(jiǎn)單的炔烴化合物有乙炔(C2H2)，丙炔(C3H4)等。炔烴原來(lái)也被叫做電石氣，電石氣通常也被用來(lái)特指炔烴中最簡(jiǎn)單的乙炔。“炔”字是新造字，音同缺（qu），左邊的火取自“碳”字，表示可以燃燒；右邊的夬取自

2、“缺”字，表示氫原子數(shù)和化合價(jià)比烯烴更加缺少，意味著炔是烷（完整）和烯（稀少）的不飽和衍生物。簡(jiǎn)單的炔烴的熔點(diǎn)、沸點(diǎn)，密度均比具有相同碳原子數(shù)的烷烴或烯烴高一些。不易溶于水，易溶于乙醚、苯、四氯化碳等有機(jī)溶劑中。炔烴可以和鹵素、氫、鹵化氫、水發(fā)生加成反應(yīng)，也可發(fā)生聚合反應(yīng)。因?yàn)橐胰苍谌紵龝r(shí)放出大量的熱，炔又常被用來(lái)做焊接時(shí)的原料?！叭病弊质切略熳?，音同缺（qu），左邊的火取自“碳”字，表示可以燃燒；右邊的夬取自“缺”字，表示氫原子數(shù)和化合價(jià)比烯烴更加缺少，意味著炔是烷（完整）和烯（稀少）的不飽和衍生物。2炔烴軌道編輯炔烴的碳原子2S軌道同一個(gè)2P軌道雜化，形成兩個(gè)相同的SP雜化軌道。堆成地分布

3、在碳原子兩側(cè)，二者之間夾角為180度。乙炔碳原子一個(gè)SP雜化軌道同氫原子的1S軌道形成碳?xì)滏I，另一個(gè)SP雜化軌道與相連的碳原子的SP雜化軌道形成碳碳鍵，組成直線(xiàn)結(jié)構(gòu)的乙炔分子。未雜化的兩個(gè)P軌道與另一個(gè)碳的兩個(gè)P軌道相互平行，“肩并肩”地重疊，形成兩個(gè)相互垂直的鍵。3分子結(jié)構(gòu)編輯分子中含有碳碳三鍵的碳?xì)浠衔锏目偡Q(chēng)，碳?xì)浠衔铩Ｈ矡N是含碳碳三鍵的一類(lèi)脂肪烴。4物理性質(zhì)編輯炔烴的熔沸點(diǎn)低、密度小、難溶于水、易溶于有機(jī)溶劑，一般也隨著分子中碳原子數(shù)的增加而發(fā)生遞變。炔烴在水中的溶解度比烷烴、烯烴稍大。乙炔、丙炔、1-丁炔屬弱極性，微溶于水，易溶于非極性溶液中碳架相同的炔烴，三鍵在鏈端極性較低。炔烴

4、具有偶極矩，烷基支鏈多的炔烴較穩(wěn)定。5化學(xué)成分編輯第二次世界大戰(zhàn)時(shí)期，德國(guó)化學(xué)家J.W.雷佩發(fā)展了使乙炔在加壓和高溫下安全進(jìn)行反應(yīng)的技術(shù)，合成了許多 重要產(chǎn)品，使乙炔成為基本的有機(jī)原料，乙炔的用途已逐漸被乙烯和丙烯代替。最簡(jiǎn)單的炔烴是乙炔，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為CH CH,分子中4個(gè)原子在一直線(xiàn)上，CC和C-H的鍵長(zhǎng)分別為1.205埃和1.058埃,比乙烯分子中C=C和C-H的鍵短。根據(jù)量子化學(xué)的描述,乙炔分子中兩個(gè)碳原子以sp雜化軌道互相重疊，再以sp雜化軌道與兩個(gè)氫原子的 1s軌道重疊，共生成三個(gè)鍵（一個(gè)C-C鍵和兩個(gè)C-H鍵）,兩個(gè)碳原子上各剩下一個(gè)2py和2pz軌道，在側(cè)面互相垂直的方向分別重疊

5、，生成兩個(gè)鍵,因此,叁鍵由一個(gè)鍵和兩個(gè)鍵組成。由于C-C呏C-C結(jié)構(gòu)單元中4個(gè)碳原子在一條直線(xiàn)上,叁鍵的存在不會(huì)產(chǎn)生幾何異構(gòu)體，叁鍵碳原子上也不可能有側(cè)鏈，因此炔烴異構(gòu)體的數(shù)目比含同數(shù)碳原子的烯烴少。6特性編輯相對(duì)蒸氣密度：(空氣=1)：0.91。蒸氣壓(kPa)：4053(16.8)。閃點(diǎn)sp2sp3，酸性大小順序：乙炔乙烯乙烷。連接在CC碳原子上的氫原子相當(dāng)活潑，易被金屬取代，生成炔烴金屬衍生物叫做炔化物。CHCH + Na CHCNa + 1/2H2（條件NH3)CHCH + 2Na CNaCNa + H2 (條件NH3，190220）CHCH + NaNH2 CHCNa + NH3CH

6、CH + Cu2Cl2（2AgCl） CCuCCu( CAgCAg ) + 2NH4Cl +2NH3（ 注意：只有在三鍵上含有氫原子時(shí)才會(huì)發(fā)生，用于鑒定端基炔RHCH）。炔與帶有活潑氫的有機(jī)物發(fā)生親核加成反應(yīng)：在氯化亞銅催化劑時(shí)：CHCH + HCN CH=CH-CN炔會(huì)發(fā)生聚合反應(yīng)：2CHCH CH2=CH-CCH (乙烯基乙炔） + CHCH CH2=CH-CC-CH=CH2（二乙烯基乙炔）17測(cè)定展示編輯有機(jī)分子中的鍵長(zhǎng)可用電子衍射、微波、紅外或拉曼光譜予以測(cè)定。乙烷、乙烯和乙炔中的碳碳鍵長(zhǎng)和碳?xì)滏I長(zhǎng)如下所示：乙烯分子中鍵長(zhǎng)乙炔分子中鍵長(zhǎng)乙烷分子中鍵長(zhǎng)上列圖片顯示，由于鍵的出現(xiàn)，使碳碳間

7、的距離縮短，而且三鍵比雙鍵更短。這是因?yàn)殡S著不飽和度的增大，兩個(gè)碳原子之間的電子云密度也增大，所以碳原子越來(lái)越靠近。上列數(shù)字還表明：碳?xì)浠衔镏械奶細(xì)滏I的鍵長(zhǎng)也不是一個(gè)常數(shù)。這說(shuō)明：鍵長(zhǎng)除了與成鍵原子的不飽和度有關(guān)外，還和參與成鍵的碳原子的雜化方式有關(guān)。即隨著雜化軌道中s成分的增大，碳碳鍵的鍵長(zhǎng)縮短。乙烷、乙烯和乙炔中的碳原子的s成分分別為25%，33%和50%，從sp3到sp，碳原子的s成分增大了一倍，所以碳碳鍵的鍵長(zhǎng)越來(lái)越短。由于雜化碳原子的s成分不同，丙烷、丙烯、丙炔中的碳碳單鍵的鍵長(zhǎng)是不等長(zhǎng)的，s成分越多，碳碳單鍵的鍵長(zhǎng)越短，隨著鍵長(zhǎng)的縮短，原子間的鍵能將增大。主要成分：含量：工業(yè)級(jí)9

8、7.5%。氣味：工業(yè)品有使人不愉快的大蒜氣味，例如：乙炔，由電石，碳化鈣，俗稱(chēng)“臭石”可以制得?；瘜W(xué)特性碳?xì)滏I的異裂也可以看做是一種酸性電離（ionization），所以將烴稱(chēng)為含碳酸。含碳酸的酸性可用pKa的值來(lái)判斷，pKa越小，酸性越強(qiáng)。末端炔烴與其它可以產(chǎn)生質(zhì)子的化合物的酸性比較如下所示化合物構(gòu)造式pKa（近似值）甲烷（烷烴）CH449乙烯（烯烴）CH2=CH240氨NH334丙炔（末端炔烴）CH3C=CH25乙醇CH3CH2OH15.9水H2O15.74上面的數(shù)據(jù)表明：末端炔烴的酸性大于末端烯烴，兩者又大于烷烴。這是因?yàn)檐壍赖碾s化方式會(huì)影響碳原子的電負(fù)性。一般來(lái)講，雜化軌道中s成分越大

9、，碳原子的電負(fù)性就越大，所以在CH中，形成CH鍵的電子對(duì)比末端烯烴中CH鍵和烷烴中的CH的電子對(duì)更靠近碳原子，導(dǎo)致末端炔烴中的CH鍵更易于異裂，釋放出質(zhì)子，因而末端炔烴的酸性比末端烯烴和烷烴強(qiáng)。所以，它們可與強(qiáng)堿反應(yīng)形成金屬化合物，稱(chēng)為炔化物。乙炔一鈉中的氫還可以和堿繼續(xù)反應(yīng)，生成乙炔二鈉。二者皆為弱酸鹽，與水作用很快即水解成乙炔和氫氧化鈉，但乙炔二鈉比乙炔一鈉更為激烈，幾乎是爆炸性的。乙炔一鈉是制備一元取代乙炔，也叫做末端炔烴的重要原料。與烷烴不同，炔烴不穩(wěn)定并非?；钴S，因此乙炔燃燒發(fā)出大量的熱，乙炔焰常用來(lái)焊接。制備炔烴的一般制備是通過(guò)鄰二鹵化烷烴的脫鹵化氫作用，也可以通過(guò)金屬炔化合物與一

10、級(jí)鹵化烷反應(yīng)制得。在Fritsch-Buttenberg-Wiechell重排中，炔烴又溴化乙烯基起始制得。炔烴也可以由醛通過(guò)Corey-Fuchs反應(yīng)制得，亦可以通過(guò)Seyferth-Gilbert同素化制得。乙炔制作用煤或石油作原料，是生產(chǎn)乙炔的兩種主要途徑。隨著天然氣化學(xué)工業(yè)的發(fā)展，天然氣即將成為乙炔的主要來(lái)源。電弧法甲烷在1500電弧中經(jīng)極短時(shí)間(0.10.01s)加熱，裂解成乙炔，即：2CH4C2H2+3H2 H=397.4KJ/mol由于乙炔在高溫很快分解成碳，故反應(yīng)氣須用水很快地冷卻，乙炔產(chǎn)率約15%，改用氣流冷卻反應(yīng)氣，可提高乙炔產(chǎn)率達(dá)25%30%。裂解氣中還含有乙烯、氫和碳?jí)m

11、。這個(gè)方法的總特點(diǎn)是原料非常便宜，在天然氣豐富的地區(qū)采用這個(gè)方法是比較經(jīng)濟(jì)的。石腦油也可用此方法生產(chǎn)乙炔。2電石法以前這是大工業(yè)生產(chǎn)乙炔的唯一方法，即用焦炭和氧化鈣經(jīng)電弧加熱至2200，制成碳化鈣（CaC2），它再與水反應(yīng)，生成乙炔和氫氧化鈣：CaO+3CCaC2+CO H=460KJ/molCaC2+2H2OC2H2+Ca(OH)2此法成本較高，除少數(shù)國(guó)家外，均不用此法。等離子法用石油和極熱的氫氣一起熱裂制備乙炔，即把氫氣在35004000的電弧中加熱，然后部分等離子化的等離子體氫（正負(fù)離子相等）于電弧加熱器出口的分離反應(yīng)室中與氣體的或氣化了的石油氣反應(yīng)，生成的產(chǎn)物有：乙炔、乙烯（二者的總產(chǎn)

12、率在70%以上）以及甲烷和氫氣。乙炔過(guò)去是非常重要的有機(jī)合成原料，由于乙炔的生產(chǎn)成本相當(dāng)高，以乙炔為原料生產(chǎn)化學(xué)品的路線(xiàn)逐漸被以其他化合物（特別是乙烯、丙烯）為原料的路線(xiàn)所取代。純的乙炔是帶有乙醚氣味的氣體，具有麻醉作用，燃燒時(shí)火焰明亮，可用以照明。工業(yè)乙炔不好聞氣味是由于含有硫化氫、磷化氫、以及有機(jī)磷、硫化合物等雜質(zhì)引起的。與乙烯、乙烷不同，乙炔在水中具有一定的溶解度，但易溶于丙酮。液化乙炔經(jīng)碰撞、加熱可發(fā)生劇烈爆炸，乙炔與空氣混合、當(dāng)它的含量達(dá)到370%時(shí)，會(huì)劇烈爆炸。商業(yè)上為安全地處理乙炔，把它裝入鋼瓶中，瓶?jī)?nèi)裝有多孔材料，如硅藻土、浮石或木炭，再裝入丙酮。丙酮在常壓下，約可溶解相當(dāng)于它

13、體積25倍的乙炔，而在1.2MPa下可溶解相當(dāng)其體積300倍的乙炔。乙炔和氧氣混合燃燒，可產(chǎn)生2800的高溫，用以焊接或切割鋼鐵及其他金屬。8應(yīng)用編輯制氯乙烯，氧炔焰。提純上述炔化物干燥后，經(jīng)撞擊會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈爆炸，生成金屬和碳。故在反應(yīng)完了時(shí)，應(yīng)加入稀硝酸使之分解。另外，由于氰負(fù)離子和銀可形成極穩(wěn)定的絡(luò)合物，再去炔化銀中加入氰化鈉水溶液可得回炔烴。如：RCCAg+2CN-+H2ORCCH+Ag(CN)2- +OH-也可以通過(guò)這個(gè)反應(yīng)提純末端炔烴。鹵化末端炔烴與次鹵酸反應(yīng)，可以得到炔基鹵化物。RCCH+HOBrRCCBr+H2O末端炔烴與醛、酮的反應(yīng)。乙炔及末端炔烴在堿的催化下，可形成炔碳負(fù)離子，

14、作為親核試劑與羰基進(jìn)行親核加成，生成炔醇。還原催化加氫 在常用催化劑鈀、鉑或鎳的作用下，炔烴與2 mol H2加成，生成烷烴。中間產(chǎn)物難以分離得到。若用Lindlar（林德拉）催化劑（鈀附著于碳酸鈣及小量氧化鉛上，使催化劑活性降低）進(jìn)行炔烴的催化氫化反應(yīng)，則炔烴只加 1 mol H2得Z型烯烴。例如：一個(gè)天然的含三鍵的硬脂炔酸，在該催化劑作用下，生成與天然的順型油酸完全相同的產(chǎn)物。用硫酸鋇作載體的鈀催化劑在吡啶中也可以使碳碳三鍵化合物只加 1 mol H2，生成順型的烯烴衍生物。這表明，催化劑的活性對(duì)催化加氫的產(chǎn)物有決定性的影響。炔烴的催化加氫是制備Z型烯烴的重要方法，在合成中有廣泛的用途。硼

15、氫化炔烴與乙硼烷反應(yīng)生成烯基硼烷，烯基硼烷與醋酸反應(yīng)，生成Z型烯烴。第一步反應(yīng)是炔烴的硼氫化反應(yīng)，第二步反應(yīng)是烯基硼的還原反應(yīng)，總稱(chēng)硼氫化還原反應(yīng)。堿金屬還原 炔類(lèi)化合物在液氨中用金屬鈉還原，主要生成E型烯烴衍生物。氫化鋁鋰還原 炔烴用氫化鋁鋰還原也能得到E型烯烴。9加成反應(yīng)編輯親電加成乙炔及其取代物與烯烴相似，也可以發(fā)生親電加成反應(yīng)，但由于sp碳原子的電負(fù)性比sp2碳原子的電負(fù)性強(qiáng)，使電子與sp碳原子結(jié)合得更為緊密，盡管三鍵比雙鍵多一對(duì)電子，也不容易給出電子與親電試劑結(jié)合，因而使三鍵的親電加成反應(yīng)比雙鍵的親電加成反應(yīng)慢。乙炔及其衍生物可以和兩分子親電試劑反應(yīng)。先是與一分子試劑反應(yīng)，生成烯烴的

16、衍生物，然后再與另一分子試劑反應(yīng)，生成飽和的化合物。不對(duì)稱(chēng)試劑和炔烴加成時(shí)，也遵循馬氏規(guī)則，多數(shù)加成是反式加成。和鹵素的加成鹵素和炔烴的加成為反式加成。反應(yīng)機(jī)理與鹵素和烯烴的加成相似，但反應(yīng)一般較烯烴難。例如，烯烴可使溴的四氯化碳溶液立刻褪色，炔烴卻需要幾分鐘才能使之褪色。故分子中同時(shí)存在非共軛的雙鍵和叁鍵，在它與溴反應(yīng)時(shí)，首先進(jìn)行的是雙鍵的加成。又如，乙炔與氯的加成反應(yīng)須在光或三氯化鐵或氯化亞錫的催化作用下進(jìn)行，中間產(chǎn)物為反二氯乙烯，最后產(chǎn)物為1,1,2,2-四氯乙烷（CHCl2CHCl2）。和氫鹵酸的加成炔烴和氫鹵酸的加成反應(yīng)是分兩步進(jìn)行的，選擇合適的反應(yīng)條件，反應(yīng)可控制在第一步。這也是制

17、鹵化烯的一種方法。一元取代乙炔與氫鹵酸的加成反應(yīng)遵循馬氏規(guī)則。當(dāng)炔鍵兩側(cè)都有取代基時(shí)，需要比較兩者的共軛效應(yīng)和誘導(dǎo)效應(yīng)，來(lái)決定反應(yīng)的區(qū)域選擇性，但一般得到的是兩種異構(gòu)體的混合物。和水加成烯烴和水的加成常用汞鹽作催化劑。例如，乙炔和水的加成是在10%硫酸和5%硫酸亞汞水溶液中發(fā)生的。水先與三鍵加成，生成一個(gè)很不穩(wěn)定的加成物乙烯醇羥基直接和雙鍵碳原子相連的化合物稱(chēng)為烯醇。乙烯醇很快發(fā)生異構(gòu)化，形成穩(wěn)定的羰基化合物。炔烴與水的加成遵循馬氏規(guī)則，因此除乙炔外，所有的取代乙炔和水的加成物都是酮，但一元取代乙炔與水的加成物為甲基酮，二元取代乙炔的加水產(chǎn)物通常是兩種酮的混合物。自由基有過(guò)氧化物存在時(shí)，炔烴和

18、溴化氫發(fā)生自由基加成反應(yīng)，得反馬氏規(guī)則的產(chǎn)物。和氫氰酸加成氫氰酸可與乙炔發(fā)生親核加成反應(yīng)。反應(yīng)中CN-受限于三鍵進(jìn)行親核加成形成碳負(fù)離子，再與質(zhì)子作用，完成生成丙烯腈的反應(yīng)。上法因乙炔成本較高，現(xiàn)世界上幾乎都采用丙烯的氨氧化反應(yīng)制丙烯腈，反應(yīng)過(guò)程是丙烯與氨的混合物在400500，在催化的作用下用空氣氧化。聚丙烯腈可用于合成纖維（腈綸）、塑料、丁腈橡膠。此外，丙烯腈電解加氫二聚，是一個(gè)新的成功合成己二腈的方法。己二腈加氫得己二胺，己二腈水解得己二酸，是制造尼龍-66的原料。和氫加成乙炔或其一元取代物可與帶有下列“活潑氫”的有機(jī)物，如OH，SH，NH2，=NH，CONH2或COOH發(fā)生加成反應(yīng)，生成含有雙鍵的產(chǎn)物。例如乙醇在堿催化下于150180，0.11.5MPa下與乙炔反應(yīng)，生成乙烯基乙醚。根據(jù)原料的不同，反應(yīng)條件（即溫度、壓力