有两个不饱和度的烃---炔烃

炔烃的官能团是碳碳三键键,通式是CnH2n-2。因其独特的结构,给予了它不同的性质。

炔烃的结构

最简单的炔烃是乙炔,它是一个直线型分子,2个碳原子和2个氢原子在同一条直线上。同时,炔烃里碳碳三键上的两个碳原子是SP杂化,所以这两个碳原子的电负性比双键的碳及烷烃碳都要大。三键的两个碳各用一个SP杂化轨道形成了σ键,再各用两个SP轨道相互重叠形成2个Π键。也正因为Π键的形成使两端的碳原子距离缩短,键能较双键键能大。

有两个不饱和度的烃---炔烃

乙炔的球棍模型 黑球为碳原子 白球为氢原子

炔烃的物理性质

炔烃的熔点、沸点、及密度会比同碳数的烷烃烯烃略高一些。这说因为我们前面介绍了炔烃的结构,比烷烃烯烃规整,分子之间能够紧密的堆砌。和其他有机物一样,炔烃不易溶于水,易溶于石油醚,二氯甲烷,四氯化碳等有机溶剂。

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炔烃的化学性质

根据炔烃的结构,炔烃的化学反应主要在末端氢和三键上。

1、末端炔烃的化学性质

由于碳碳三键是SP杂化,其较大的电负性,使末端炔烃的氢略有酸性,丙炔的PKa约为25,虽然远远不及无机酸的酸性,如HCl,H2SO4,H2CO3等,但在烃里算是很强的酸性了。所以炔烃可以和氨基钠这样的强碱反应,生成碳负离子。

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炔烃的这一性质有很多用途,由于碳负离子有很强的亲核能力,可以和卤代烃反应以增长碳链。

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2、末端炔的检验

将乙炔通入银氨溶液,会出现白色沉淀。用这一反应可以鉴别末端炔。

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3、炔烃的还原

(1)通常不饱和键的还原都会使用Pd作催化剂用H2还原,但这种还原不易控制反应程度和产物的构型,所以一般不采用这种方法。

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(2)通常使用Lindlar催化剂进行炔烃的催化氢化。Lindlar催化剂是将钯附于碳酸钙及少量的氧化铅上。这种方法能将炔烃还原到烯烃这一步,而且生成的烯烃构型均一,都是顺式构型。

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(3)第(2)种方法中得到顺式烯烃,反式烯烃可以在液氮中用金属钠还原。

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4、炔烃的加成反应

炔烃的碳碳三键和烯烃的碳碳双键类似,也能发生加成反应,但由于碳碳三键的键能比碳碳双键高,所以,发生加成反应是,优先和碳碳双键反应。

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炔烃也能和氢卤酸、水、氢氰酸发生加成反应(氢的位置服从马氏规则)。

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炔烃的制备

1、工业制备乙炔都是电石法。即碳化钙和水反应生成乙炔和氢氧化钙。

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2、工业制法会用到高温、高压。这种条件在实验室是不易实现的,而且也存在安全性。实验室炔烃是由二元卤代烷制备的。

有两个不饱和度的烃---炔烃

总之,炔烃虽然在自然界存在很少,但它是合成各种有机化合物的中间体,在有机合成中是至关重要的。它能发生氧化,还原,亲核加成,亲电加成等多种化学反应。同时,它也可以应用在高分子聚合物上,在高温高压下也能合成苯。


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