炔烃,为分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称

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1、炔烃编辑烘烃，为分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称，是一 种不饱合的碳氢化合物，简单的炔烃化合物有乙一炔（C2H2），丙炔（C3H4）等。工业中乙炔被用来做焊接时的原料。碳氢化合物官能团碳碳三键分子通式 CnH2n-2 （其中n为非1正整数）1 炔烃简介编辑炔烃（拼音:qu d ng ；英文：Alkyne）是一类有机化 合物，属于不饱和烃。其官能团为碳-碳三键（一 C-C ）。 通式CnH2n-2，其中n为非1正整数。简单的 炔烃化合物 有乙炔（C2H2）丙炔（C3H4）等。炔烃原来也被叫做电石气，电石气通常也被用来特指 炔烃 中最简单的乙炔。烘”字是新造字，音同缺（qu e），左边的火取自

2、碳” 字，表示可以燃烧；右边的夬取自 缺”字，表示氢原 子数 和化合价比烯烃更加缺少，意味着炔是烷_（完整） 和烯（稀少）的不饱和衍牛物。简单的烘烃的熔点、沸点，密度均比具有相同碳原子数的 烷烃或烯烃高一些。不易溶于水，易溶于乙醚、 苯、四氯 化碳等有机溶剂中。炔烃可以和卤素、氢、 卤化氢、水发 生加成反应，也可发生聚合反应。因为 乙炔在燃烧时放出 大量的热，炔又常被用来做焊接时 的原料。炔”字是新造字，音同缺（qu e）,左边的火取自碳” 字，表示可以燃烧；右边的夬取自 缺”字，表示氢原 子数 和化合价比烯烃更加缺少，意味着炔是烷（完整） 和烯（稀少）的不饱和衍生物。2炔烃轨道编辑炔烃的碳原

3、子2S轨道同一个2P轨道杂化，形成两个相同 的SP杂化轨道。堆成地分布在碳原子两侧，二者之间夹 角为180度。乙炔碳原子一个SP杂化轨道同氢原子的1S轨道 形 成碳氢键，另一个SP杂化轨道与相连的碳原子的SP杂 化轨道形成碳碳 b 键，组成直线结构的乙炔 分子。未杂化 的两个P轨道与另一个碳的两个P轨道相互平行，肩并肩 地重叠，形成两个相互垂直的n键。3分子结构编辑分子中含有碳碳三键的碳氢化合物的总称，碳氢化合物。 炔烃是含碳碳三键的一类脂肪烃。4 物理性质编辑 炔烃的熔沸点低、密度小、难溶于水、易溶于有机溶 剂， 一般也随着分子中碳原子数的增加而发生递变。 炔烃在水 中的溶解度比烷烃、烯烃稍

4、大。乙炔、丙炔、1-丁炔属弱极性，微溶于水，易溶于非 极性 溶液中碳架相同的炔烃，三键在链端极性较低。 炔烃具有 偶极矩，烷基支链多的炔烃较稳定。5 化学成分编辑第二次世界大战时期，德国化学家J.W雷佩发展了使乙炔在加压和高温下安全进行反应的技术，合成了许多11, I.v1 闌 I （J KU_HKH*6iii州r_L叫I* ll-.TE-ll-At TMJ-a 诒重要产品，使乙炔成为基本的有机原料，乙炔的用途 已逐 渐被乙烯和丙烯代替。最简单的炔烃是乙炔，其结构简式为CH毛H,分子中4个 原子在一直线上，C毛和C-H的键长分别为1.205埃和 1.058埃,比乙烯分子中C=C和C-H的键短。

5、根 据量子化 学的描述，乙炔分子中两个碳原子以sp杂化轨道互相重 叠，再以sp杂化轨道与两个氢原子的1s轨道重叠，共生 成三个 b 键（一个 C-C 键和两个 C-H 键），两个碳原子上各 剩下一个 2py 和 2pz 轨道，在侧 面互相垂直的方向分别重 叠，生成两个n键，因此，叁键 由一个。键和两个n键组 成。由于C-C呏C-C结构单元中4个碳原子在一条直线 上，叁键的存在不会产生几 何异构体，叁键碳原子上也不 可能有侧链，因此烘烃异构体的数目比含同数碳原子的烯 烃少。6 特性编辑相对蒸气密度:(空气=1): 0.91。蒸气压(kPa): 4053(168。闪点 sp2sp3，酸性大小顺序：

6、乙炔 乙烯 乙烷。连接在C-C碳原子上的氢原子相当活泼，易被金属取 代，生成炔烃金属衍生物叫做炔化物。CH 毛 H + Na - CH 毛 Na + 1/2H2 f （条件 NH3）CHM：H + 2Na CNaCNa + H2 f（ 条件 NH3 ， 190C220 C） CHCH + NaNH2 CHCNa + NH3 fCHCH + Cu2Cl2 （ 2AgCI ） CCuCu（ CAgMCAg ） J+ 2NH4CI +2NH3 （注意：只 有在三键上含有氢原子时才会发生，用于鉴定端基炔 RHM：H）。炔与带有活泼氢的有机物发生亲核加成反应：在氯化亚铜催化齐I时:CHCH + HCN

7、CH=CH-CN炔会发生聚合反应：2CH毛H CH2=CH-C毛H（乙烯基乙炔）+ CH 毛 H CH2=CH-C 毛-CH=CH2 （二乙烯基乙炔） 17 测定展示编辑有机分子中的键长可用电子衍射、微波、红外或拉一光谱 予以测定。乙烷、乙烯和乙烘中的碳碳键长和碳 氢键长如 下所示：H* 133.7pm ”HCA=CA呼 7 108-6pm乙烯分子中键长120,7pmH-s-C = C H105.9pm_乙炔分子中键长H/ Hl53-4pni/八_Cc Hsp5-s 110.2pm一乙烷分子中键长 上列图片显示，由于 n 键的出现，使碳碳间的距离缩 短， 而且三键比双键更短。这是因为随着不饱和

8、度的增大，两 个碳原子之间的电子云密度也增大，所以碳一原子越来越 靠诉。上列数字还表明：碳氢化合物中的碳氢键的键长也不 是一 个常数。这说明：键长除了与成键原子的不饱和度有关外，还 和参 与成键的碳原子的杂化方式有关。即随着杂化轨 道中 s 成 分的增大，碳碳键的键长缩短。乙烷、乙烯和乙炔中的碳 原子的s成分分别为25% 33唏口 50%从sp3到sp，碳 原子的 s 成分增大了一倍，所以碳碳 键的键长越来越短。 由于杂化碳原子的s成分不同，丙烷、丙烯、丙烘中的碳 碳单键的键长是不等长的，s成分越多，碳碳单键的键长 越短，随着键长的缩短，原子间的键能将增 大。主要成分： 含量：工业级 597.

9、5%气味：工业品有使人不愉快的大蒜气味，例如：乙炔，由电 石，碳化钙，俗称 臭石”以制得。化学特性碳氢键的异裂也可以看做是一种酸性电离（ionization）， 所以将烃称为含碳酸。含碳酸的酸性可用pKa的值来判断，pKa越小，酸性越 强。末端炔烃与其它可以产生质子的化合物的酸f 一比较如下所示化合物构造式pKa （近似值）甲烷（烷烃）CH4制9乙烯（烯烃）CH2=CH2制0氨NH334丙炔（末端炔烃）CH3C=CHP5乙醇CH3CH2OH15.9水H2O15.74上面的数据表明：末端炔烃的酸性大于末端烯烃，两 者又 大于烷烃。这是因为轨道的杂化方式会影响碳原 子的电负 性。一般来讲，杂化轨道

10、中 s 成分越大，碳 原子的电负性 就越大，所以在 毛一H中，形成C H键的电子对比末 端烯烃中 CH 键和烷烃中的 C H 的电子对更靠近碳原 子，导致末端炔烃中的C H键更易于异裂，释放出质 子，因而末端炔烃的酸性比末 端烯烃和烷烃强。所以，它们可与强碱反应形成金属化合物，称为炔化 物。乙炔一钠中的氢还可以和碱继续反应，生成乙炔二钠。 二 者皆为弱酸盐，与水作用很快即水解成乙炔和氢 化钠， 但乙炔二钠比乙炔一钠更为激烈，几乎是爆炸 性的。 乙炔一钠是制备一元取代乙炔，也叫做末端炔烃的重 要原 料。与烷烃不同，炔烃不稳定并非常活跃，因此乙炔燃烧 发出 大量的热，乙炔焰常用来焊接。制备 炔烃的

11、一般制备是通过邻二卤化烷烃的脱卤化氢作 用，也 可以通过金属炔化合物与一级卤化烷反应制得。在 Fritsch-Buttenberg-Wiechell 重排中，炔烃又溴化 乙烯基起始制得。烘烃也可以由醛通过Corey-Fuchs反应制得，亦可以 通过 Seyferth-Gilbert 同素化制得。乙炔制作用煤或石油作原料，是生产乙炔的两种主要 途径。随着天然气化学工业的发展，天然气即将成为乙炔的 主要来源。电弧法甲烷在1500 C电弧中经极短时间(0.10.01s)加热，裂解成乙烘，即：2CH4f C2H2+3H2 AH=397.4KJ/mol 由于乙炔在高温很快分解成碳，故反应气须用水很快 地

12、冷 却，乙炔产率约 15%改用气流冷却反应气，可 提高乙炔产 率达 25%30%裂解气中还含有乙烯、氢 和碳尘。这个方 法的总特点是原料非常便宜，在天然 气丰富的地区采用这 个方法是比较经济的。石脑油也 可用此方法生产乙炔。2 电石法以前这是大工业生产乙炔的唯一方法，即用焦炭和氧一化 钙经电弧加热至2200C，制成碳化钙（CaC2），它 再与水 反应，生成乙烘和氢氧化钙：CaO+3Cv 2200 C CaC2+CO 出=460KJ/mol CaC2+2H2O C2H2+Ca（OH）2此法成本较高，除少数国家外，均不用此法。等离子法用石油和极热的氢气一起热裂制备乙烘，即把氢气在3500 4000

13、 C的电弧中加热，然后部分等离子化的等 离子体氢（正负离子相等）于电弧加热器出口的分离 反应室中与气 体的或气化了的石油气反应，牛成的产 物有：乙炔、乙烯（二者的总产率在70%以上）以及甲烷和氢气。乙炔过去是非常重要的有机合成原料，由于乙炔的生 产成本 相当高，以乙炔为原料生产化学品的路线逐渐 被以其他化合 物（特别是乙烯、丙烯）为原料的路线 所取代。纯的乙炔是带有乙醚气味的气体，具有麻醉作用，燃- 烧时 火焰明亮，可用以照明。工业乙炔不好闻气味是 由于含有 硫化氢、磷化氢、以及有机磷、硫化合物等杂质引起的。 与乙烯、乙烷不同，乙炔在水中具有一定的溶解度，但易 溶于丙酮。液化乙炔经碰撞、加热

14、可发生剧烈爆炸，乙炔 与空气混合、当它的含量达到 3 70%时，会剧烈爆炸。商 业上为安全地处理乙炔， 把它装入钢瓶中，瓶内装有多孔 材料，如硅藻土、浮 石或木炭，再装入丙酮。丙酮在常压 下，约可溶解相 当于它体积25倍的乙炔，而在1.2MPa下 可溶解相当 其体积 300 倍的乙炔。乙炔和氧气混合燃烧， 可产生 2800C 的高温，用以焊接或切割钢铁及其他金属。 8应用编辑制氯乙烯，氧炔焰。提纯上述炔化物干燥后，经撞击会发生强烈爆炸，牛成金属和 碳。故在反应完了时，应加入稀硝酸使之分解。另外，由 于氰负离子和银可形成极稳定的络合物，再去炔化银中加 入氰化钠水溶液可得回炔烃。如：RKAg+2C

15、 N-+H2O RXH+Ag(CN)2- +0H-也可以通过这个反应提纯末端炔烃。卤化末端炔烃与次卤酸反应，可以得到炔基卤化物。RKH+HOBrRCM： Br+H2O末端炔烃与醛、酮的反应。乙炔及末端炔烃在碱的催化下，可形成炔碳负离子，作为 亲核试剂与羰基进行亲核加成，生成烘醇。还原催化加氢在常用催化剂钯、铂或镍的作用下，炔烃与2 mol H2加成，生成烷烃。中间产物难以分离得到。若用 Lindlar （林德拉）催化剂（钯附着于碳酸钙及小 量氧化铅 上，使催化剂活性降低）进行炔烃的催化氢 化反应，则炔 烃只加1 mol H2得Z型烯烃。例如：一个天然的含三键 的硬脂炔酸，在该催化剂作用下， 生

16、成与天然的顺型油酸 完全相同的产物。用硫酸钡作载体的钯催化剂在吡啶中也可以使碳碳三键化 合物只加1 mol H2,生成顺型的烯烃衍生物。这 表明，催 化剂的活性对催化加氢的产物有决定性的影 响。炔烃的催 化加氢是制备Z型烯烃的重要方法，在 合成中有广泛的用 途。硼氢化一炔烃与乙硼烷反应生成烯基硼烷，烯基硼烷与醋 酸反应，生成Z型烯烃。第一步反应是烘烃的硼 氢化反 应，第二步反应是烯基硼的还原反应，总称硼 氢化一还原 反应。碱金属还原 炔类化合物在液氨中用金属钠还原，主要 生成 E型烯烃衍生物。氢化铝锂还原炔烃用氢化铝锂还原也能得到E型烯烃。9 加成反应编辑 亲电加成 乙炔及其取代物与烯烃相似，

17、也可以发生亲电加成反 应，旦 由于 sp 碳原子的电负性比 sp2 碳原子的电负性 强，使电 子与 sp 碳原子结合得更为紧密，尽管三键比 双键多一对电 子，也不容易给出电子与亲电试剂结合， 因而使三键的亲 电加成反应比双键的亲电加成反应 慢。 乙炔及其衍生物可以和两分子亲电试剂反应。先是与 一分 子试剂反应，生成烯烃的衍生物，然后再与另一分子试剂 反应，生成饱和的化合物。不对称试剂和炔 烃加成时，也 遵循马氏规则，多数加成是反式加成。和卤素的加成 卤素和炔烃的加成为反式加成。反应机理与卤素和烯 烃 的加成相似，但反应一般较烯烃难。例如，烯烃可使溴的四氯化碳溶液立刻褪色，炔烃却 需要 几分钟才

18、能使之褪色。故分子中同时存在非共轭 的双键和 叁键，在它与溴反应时，首先进行的是双键 的加成。又如，乙炔与氯的加成反应须在光或三氯化铁或氯化 亚锡的催化作用下进行，中间产物为反二氯乙烯，最后产物为1,1,2,2-四氯乙烷(CHCI2CHCI2)。和氢卤酸的加成炔烃和氢卤酸的加成反应是分两步进行的，选择合适 的反 应条件，反应可控制在第一步。这也是制卤化烯 的一种方法。一元取代乙烘与氢卤酸的加成反应遵循马氏规则。当炔键 两侧都有取代基时，需要比较两者的共轭效应和诱导效 应，来决定反应的区域选择性，但一般得到的是两种异构 体的混合物。和水加成烯烃和水的加成常用汞盐作催化剂。例如，乙炔和水 的加 成

19、是在 10%硫酸和 5%硫酸亚汞水溶液中发生的。 水先与 三键加成，生成一个很不稳定的加成物 烯醇羟基直 接和双键碳原子相连的化合物称为烯 醇。乙烯醇很快发 生异构化，形成稳定的羰基化合物烘烃与水的加成遵循马 氏规则，因此除乙烘外，所有的取代乙烘和水的加成物都 是酮，但一元取代乙炔与 水的加成物为甲基酮，二元取代 乙炔的加水产物通常 是两种酮的混合物。自由基 有过氧化物存在时，炔烃和溴化氢发生自由基加成反 应， 得反马氏规则的产物。和氢氰酸加成氢氰酸可与乙炔发牛亲核加成反应。反应中CN-受限于三键进行亲核加成形成碳负离子，再与 质子作用，完成生成丙烯腈的反应。上法因乙炔 成本较高，现世界上几乎

20、都采用丙烯的氨氧化反应制 丙烯 腈，反应过程是丙烯与氨的混合物在400500C,在催化的作用下用空气氧化。聚丙烯腈可用于合成纤维（腈纶）、塑料、丁腈橡胶。此 外，丙烯腈电解加氢二聚，是一个新的成功合成己二腈的 方法。己二腈加氢得己二胺，己二腈水解得己二酸，是制造 尼龙- 66的原料。和氢加成乙炔或其一元取代物可与带有下列 活泼氢”的有机 物，如 一 OH， SH， NH2， =NH， CONH2 或 COOH 发生加成反应，生成含有双键的产物。例如 乙醇 在碱催化下于 150180 C， 0.11.5MPa 下与乙 炔反 应，生成乙烯基乙醚。根据原料的不同，反应条件（即温度、压力i、催化剂 等

21、） 也可以不同。这类反应的反应机理是烷氧负离子与三键进 行亲核加成，产生一个碳负离子中间体，碳 负离子中间体从醇分子中得到质子，得产物。 乙烯基乙醚聚合后的聚乙烯基乙醚，常用作黏合剂。氧化炔烃经臭氧或高锰酸钾氧化，可发生碳碳三键的断裂，生成 两个羧酸。二卤代烷 邻二卤代烷和间二卤代烷在碱性实际点作用下失去两 分子 卤化氢生成炔烃。常用的碱性试剂有氢氧化钠或氢氧化钾 的醇溶液和氨基钠的矿物油。末端烯烃乙炔与 NaNH2（KNH2、LiNH2 均可）在液氨中形成乙炔 化钠，然后与卤代烷发生 SN2 反应，形成一元取代乙 炔。 卤代烷以一级最好,$位有侧链的以及卤代烷及二级、三级 卤代烷易发生消除反

22、应，不能用于合成。一元取代乙炔可 进一步用于合成二元取代乙炔。末端烯烃直接氧化偶联可用来制作高级炔烃。 1 注意事 项：1、乙炔与烷烃不同，炔烃不稳定且非常活跃，乙炔燃 烧发 出大量的热，乙炔焰常被用来焊接。2、炔化物壬燥后，经撞击而发生强烈爆炸，生成金属 和 碳。故在反应完了时，应加入稀硝酸便之分解。3、氰负离子和银可形成极稳定的络合物再去炔化银 中加 入氰化钠水溶液可得回烘烃。4、乙烘不稳定、非常活跃。乙烘储存要避免受热。25、乙烘禁配强氧化剂、强酸、卤素。6、乙炔与空气混合，能形成爆炸性混合物， 遇明火、高热能引起燃烧、爆炸。 与氧化剂接触猛烈反应。与氟、氯等接触会发牛剧烈的化学反应。1能与铜、 银、汞等的化合物生成爆炸性物质。