第四章 炔烴 分子中含有碳碳三鍵 CC 的不飽和烴稱為炔烴 炔烴的通式為 C n H n n 與二烯烴同分異構(gòu)炔烴的結(jié)構(gòu)異構(gòu)和命名

炔烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名《第四章炔烴》

分子中含有碳碳三鍵（C≡C）的不飽和烴稱為炔烴。炔烴的通式為CnH2n－2（n≥2），與二烯烴同分異構(gòu)。一、炔烴的結(jié)構(gòu)1、直線構(gòu)型

乙炔是最簡(jiǎn)單的炔烴，分子式為C2H2，其構(gòu)型為直線。2、SP雜化

一個(gè)2S軌道和一個(gè)2P軌道重新組合，形成了二個(gè)全新的完全相同的軌道，稱為SP雜化軌道。乙炔分子中的碳碳叁鍵由個(gè)σ鍵和二個(gè)π鍵組成，其它炔烴分子中的碳碳叁鍵的結(jié)構(gòu)與乙炔完全相同?！兜谒恼氯矡N》炔烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名

炔烴的異構(gòu)現(xiàn)象為碳鏈構(gòu)造異構(gòu)和三鍵位置異構(gòu)。由于三鍵碳原子上只能連接一個(gè)原子或基團(tuán)，所以炔烴沒(méi)有順?lè)串悩?gòu)體，比相應(yīng)烯烴的異構(gòu)體數(shù)目少。例如炔烴C5H5只有三種異構(gòu)體。CH3CH2CH2C≡

CHCH3CHC≡

CHCH3《第四章炔烴》炔烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名CH3CH2C≡

CCH3二、炔烴的異構(gòu)

炔烴的系統(tǒng)命與烯烴相似，只把“烯”字改為“炔”字即可。如下：CH3CHC≡CHCH3《第四章炔烴》炔烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名CH3CH2CH2C≡

CHCH3CH2C≡

CCH3CH3C－C≡CCH3CH3CH31－戊炔2－戊炔3－甲基－1－丁炔4，4－二甲基－2－戊炔三、炔烴的命名

請(qǐng)同學(xué)們按照二烯烴的命名方法給下列二烯烴命名：二烯烴的分類和命名《第三章二烯烴》PK1請(qǐng)同學(xué)們給下列炔烴命名4－甲基－2－庚炔2，4，6

－三甲基－3－辛炔4－十一炔4－甲基－2－己炔1、物態(tài)

常溫常壓下，C2～C4的烯烴為氣體；C5～C17的烯烴為液體；C18以及C18以上的烯烴為固體。炔烴的物理性質(zhì)《第四章炔烴》四、炔烴的物理性質(zhì)2、沸點(diǎn)和熔點(diǎn)

烯烴的沸點(diǎn)和熔點(diǎn)都隨分子中碳原子數(shù)目的增加而升高。一般比相應(yīng)的烷烴、烯烴略高，這是因?yàn)樘继既I鍵長(zhǎng)較短，分子間距離較近、作用力較強(qiáng)的緣故。《第四章炔烴》炔烴的物理性質(zhì)3、相對(duì)密度

炔烴的相對(duì)密度都小于1，比水輕。相同碳原子數(shù)的炔的相對(duì)密度為：炔烴＞烯烴＞烷烴。4、溶解性

炔烴難溶于水，易溶于乙醚、石油醚、丙酮和四氯化碳等有機(jī)溶劑。

炔烴的官能團(tuán)是碳碳三鍵，碳碳三鍵中的π鍵不穩(wěn)定，因此炔烴的化學(xué)性質(zhì)比較活潑，與烯烴相似，容易發(fā)生加成、氧化和聚合反應(yīng)。由于SP雜化碳原子的電負(fù)性比較大，因此與三鍵碳原子直接相連的氫原子具有一定酸性，比較活潑，容易被某些金屬或金屬離子取代，生成金屬炔化物?！兜谒恼氯矡N》炔烴的化學(xué)性質(zhì)CH≡CHCH2=CH2CH3-CH3H2PdH2Pd1加成反應(yīng)《第四章炔烴》1.1催化加氫炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

在催化劑存在下，炔烴與氫加成，首先生成烯烴，然后進(jìn)一步加氫生成烷烴。例如乙炔加氫反應(yīng)：PdPdCH3CH31.1催化加氫炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

如果選擇活性較少的催化劑，可使加氫反應(yīng)停留在烯烴階段。例如使用林德拉催化劑（用醋酸鉛部分毒化了的Pd-CaCO3），可使乙炔加氫生成乙烯：

工業(yè)應(yīng)用：在某些高分子化合物的合成中，需要高純度的乙烯，而從石油裂解氣中得到的乙烯中經(jīng)常含有少量的乙炔，可用控制加氫的方法將其轉(zhuǎn)化成乙烯，以提高乙烯的純度。CH≡CH+H2CH2=CH2林德拉催化劑1.2加鹵素炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

炔烴容易與氯或溴發(fā)生加成反應(yīng)：與1mol鹵素加成生成二鹵代烯烴，與2mol鹵素加成生成四鹵代烯烴。在較低溫下，反應(yīng)可控制在生成二鹵代烯烴階段。例如乙炔與氯的加成：

1,2-二氯乙烯Cl2較低溫度Cl280～85℃1,1,2,2－四氯乙烷1.2加鹵素炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

乙烴與溴也能發(fā)生類似的加成反應(yīng)，如下：

1,2-二溴乙烯炔烴與溴發(fā)生加成反應(yīng)后，紅棕色褪去，可由此檢驗(yàn)碳碳三鍵的存在。Br2較低溫度Br280～85℃1,1,2,2-四溴乙烷炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

實(shí)驗(yàn)室有三瓶未貼標(biāo)簽的氣體，它們是乙烷、乙炔和二氧化碳，請(qǐng)用化學(xué)方法把它們鑒別出來(lái)，并貼上正確的標(biāo)簽。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》①取樣在空氣中點(diǎn)燃，不能燃燒的是二氧化碳；能燃燒的是乙烷和乙炔。②取剩下的乙烷和乙炔樣品，分別通入溴水溶液中，溶液變色的是乙炔，不變色的是乙烷PK2鑒別題1.3加鹵化氫炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

回顧：馬氏（馬爾可夫尼科夫）規(guī)則

不對(duì)稱烯烴與鹵化氫等不對(duì)稱試劑加成時(shí)，試劑中的氫原子（或帶正電的部分）加到烯烴中含氫較多的雙鍵碳原子上，鹵素原子（或帶負(fù)電的部分）加到含氫較少的雙鍵碳原子上。

不對(duì)稱炔烴與鹵化氫的加成同樣符合馬氏規(guī)則！不對(duì)稱炔烴與鹵化氫等不對(duì)稱試劑加成時(shí)，試劑中的氫原子（或帶正電的部分）加到炔烴中含氫的叁鍵碳原子上，鹵素原子（或帶負(fù)電的部分）加到未含氫的叁鍵碳原子上。1.3加鹵化氫炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

炔烴也能與鹵化氫加成，但不如烯烴活潑，通常需要在催化劑的存在下才能進(jìn)行。例如，在氯化汞活性炭催化作用下，于180℃左右，乙炔與HCl加成生成氯乙烯（乙炔為對(duì)稱炔烴，氫和氯原子加哪個(gè)碳都可以）：

CH≡CH+HClHgCl2-C180℃CH2=CHCl1.3加鹵化氫炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

不對(duì)稱炔烴與鹵化氫的加成，例如丙烯與溴化氫加成：

HBrHBr2-溴丙烯

2,2-二溴丙烷

1.4加水炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

在催化劑作用下，炔烴可與水發(fā)生加成反應(yīng)，首先生成烯醇，烯醇不穩(wěn)定，所以馬上發(fā)生分子內(nèi)重排，轉(zhuǎn)變成醛或酮，例如乙炔與水加成：

乙烯醇

乙炔與水加成生成乙醛，其它炔烴與水加成生成什么？HgSO4H2SO4重排CH3CHO乙醛不對(duì)稱炔烴與水加成，例如丙炔與水加成：丙烯醇乙炔與水加成生成乙醛，其它炔烴與水加成生成酮1.4加水炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》HgSO4H2SO4重排丙酮1.5加醇炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

在堿催化下，乙炔可與醇發(fā)生加成反應(yīng)，生成乙烯基醚。這是工業(yè)生產(chǎn)乙烯基醚的一種方法。如，在20%氫氧化鈉水溶液中，于160～165℃和2MPa壓力下，乙炔和甲醇加成生成甲基乙烯基醚。

甲基乙烯基醚

CH≡CH+H－OCH320%NaOH160～165℃，2MPaCH2=CH－O－CH31.6加乙酸炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

在催化劑作用下，乙炔能與乙酸發(fā)生加成反應(yīng)。如，在乙酸鋅－活性炭的催化下，乙炔與乙酸加成，生成乙酸乙烯酯。

乙酸乙烯酯

CH≡CH+H－O－C－CH3CH2=CH－O－C－CH3乙酸鋅－活性炭180～220℃OO

炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》PK3完成下列化學(xué)反應(yīng)式2、聚合反應(yīng)

乙炔能夠發(fā)生聚合反應(yīng)。隨著反應(yīng)條件不同，聚合產(chǎn)物也不一樣。例如：在氯化亞銅－氯化銨的強(qiáng)酸性溶液中，乙炔可以發(fā)生二聚，生成乙烯基乙炔：在齊格勒－納塔催化劑的作用下，乙炔不可聚合成線型高分子化合物—聚乙炔。《第四章炔烴》炔烴的化學(xué)性質(zhì)2CH≡CHCH2=CH－C≡CH乙烯基乙炔Cu2Cl2-NH4Cl少量鹽酸，70℃nCH≡CH[CH=CH]n

聚乙炔齊格勒－納塔《第四章炔烴》炔烴的化學(xué)性質(zhì)2氧化反應(yīng)《第四章炔烴》1.1燃燒2CH≡CH+5O24CO2+2H2O+Q燃燒乙炔在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》燃燒切割焊接炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》1.1燃燒乙炔在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》無(wú)黑煙2CH≡CH+5O24CO2+2H2O+Q燃燒1.1燃燒乙炔在氧氣中燃燒生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》生成的黑煙是C，原因是：乙炔在空氣中燃燒不充分生成了C?？諝庵醒鹾繛?1%左右，而氧炔焊的氧含量為98.5%以上。2CH≡CH+5O24CO2+2H2O+Q燃燒1.2被高錳酸鉀氧化炔烴被氧化劑氧化時(shí)，叁鍵完全斷裂。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》氧化劑1.2被高錳酸鉀氧化炔烴被氧化劑氧化時(shí)，叁鍵完全斷裂。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

1.2被高錳酸鉀氧化根據(jù)炔烴的結(jié)構(gòu)不，產(chǎn)物也不一樣。乙炔：其它的末端炔：非末端炔：氧化氧化氧化炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》為什么？乙炔與高錳酸鉀反應(yīng)：為什么反應(yīng)后一個(gè)變成了無(wú)色透明的溶液？而另一個(gè)變成了棕褐色的沉淀？1、無(wú)色透明原因：強(qiáng)酸性條件下，高錳酸鉀的氧化性特別強(qiáng)（添加了硫酸溶液）Mn7+Mn2+紫紅色粉紅色炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

2、棕褐色沉淀原因：堿性或者中性條件下，高錳酸鉀的氧化性較弱（添加了碳酸鈉溶液）。Mn7+Mn4+紫紅色棕褐色沉淀炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

由于其它的炔烴與高錳酸鉀反應(yīng)也有同樣的現(xiàn)象產(chǎn)生（即紫紅色慢慢地消失或者生成棕褐色的二氧化錳沉淀）。所以，實(shí)驗(yàn)室常用該反應(yīng)來(lái)鑒別炔烴。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》

實(shí)驗(yàn)室有三瓶未貼標(biāo)簽的氣體，它們是乙烷、乙炔和二氧化碳，請(qǐng)用化學(xué)方法把它們鑒別出來(lái)（不能采用加高錳酸鉀和溴水的方法），并貼上正確的標(biāo)簽。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》PK4鑒別題①取樣在空氣中點(diǎn)燃，不能燃燒的是二氧化碳；能燃燒的是乙烷和乙炔。②空氣中燃燒產(chǎn)生大量黑煙的是乙炔，沒(méi)有黑煙的是乙烷。炔烴的化學(xué)性質(zhì)《第四章炔烴》3炔氫原子反應(yīng)《第四章炔烴》2、炔氫原子的反應(yīng)

與三鍵碳原子直接相連的氫原子稱為炔氫原子。炔氫原子具有微弱的酸性，比較活潑，可以被某些金屬原子（或離子）取代，生成金屬炔化物。（1）與鈉或氨基鈉反應(yīng)

含有炔氫原子的炔烴與金屬鈉或氨基鈉作用時(shí)，炔氫原子被鈉原子取代，生成炔化鈉，如：《第四章炔烴》炔烴的化學(xué)性質(zhì)110℃2CH≡CH+2Na2HC≡CNa+H2↑乙炔鈉

如果溫度較高則生成乙炔二鈉：炔化鈉的性質(zhì)活潑，可與鹵代烷作用，在炔烴中引入烷基，這是有機(jī)合成上用作增長(zhǎng)碳鏈的一個(gè)方法?！兜谒恼氯矡N》炔烴的化學(xué)性質(zhì)190～220℃CH≡CH+2NaNaC≡CNa+H2↑液氨CH3C≡CH+NaNH2CH3C≡CNa+NH3↑①先由1－丁炔制備丁炔鈉②再由丁炔鈉和溴乙烷反應(yīng)，制得3－己炔③采用林德拉催化劑，控制加氫，使3－己炔轉(zhuǎn)變成3－己烯《第四章炔烴》