有兩個不飽和度的烴---炔烴

炔烴的官能團是碳碳三鍵鍵,通式是CnH2n-2。因其獨特的結構,給予了它不同的性質。

炔烴的結構

最簡單的炔烴是乙炔,它是一個直線型分子,2個碳原子和2個氫原子在同一條直線上。同時,炔烴裡碳碳三鍵上的兩個碳原子是SP雜化,所以這兩個碳原子的電負性比雙鍵的碳及烷烴碳都要大。三鍵的兩個碳各用一個SP雜化軌道形成了σ鍵,再各用兩個SP軌道相互重疊形成2個Π鍵。也正因為Π鍵的形成使兩端的碳原子距離縮短,鍵能較雙鍵鍵能大。

有兩個不飽和度的烴---炔烴

乙炔的球棍模型 黑球為碳原子 白球為氫原子

炔烴的物理性質

炔烴的熔點、沸點、及密度會比同碳數的烷烴烯烴略高一些。這說因為我們前面介紹了炔烴的結構,比烷烴烯烴規整,分子之間能夠緊密的堆砌。和其他有機物一樣,炔烴不易溶於水,易溶於石油醚,二氯甲烷,四氯化碳等有機溶劑。

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炔烴的化學性質

根據炔烴的結構,炔烴的化學反應主要在末端氫和三鍵上。

1、末端炔烴的化學性質

由於碳碳三鍵是SP雜化,其較大的電負性,使末端炔烴的氫略有酸性,丙炔的PKa約為25,雖然遠遠不及無機酸的酸性,如HCl,H2SO4,H2CO3等,但在烴裡算是很強的酸性了。所以炔烴可以和氨基鈉這樣的強鹼反應,生成碳負離子。

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炔烴的這一性質有很多用途,由於碳負離子有很強的親核能力,可以和鹵代烴反應以增長碳鏈。

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2、末端炔的檢驗

將乙炔通入銀氨溶液,會出現白色沉澱。用這一反應可以鑑別末端炔。

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3、炔烴的還原

(1)通常不飽和鍵的還原都會使用Pd作催化劑用H2還原,但這種還原不易控制反應程度和產物的構型,所以一般不採用這種方法。

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(2)通常使用Lindlar催化劑進行炔烴的催化氫化。Lindlar催化劑是將鈀附於碳酸鈣及少量的氧化鉛上。這種方法能將炔烴還原到烯烴這一步,而且生成的烯烴構型均一,都是順式構型。

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(3)第(2)種方法中得到順式烯烴,反式烯烴可以在液氮中用金屬鈉還原。

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4、炔烴的加成反應

炔烴的碳碳三鍵和烯烴的碳碳雙鍵類似,也能發生加成反應,但由於碳碳三鍵的鍵能比碳碳雙鍵高,所以,發生加成反應是,優先和碳碳雙鍵反應。

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炔烴也能和氫鹵酸、水、氫氰酸發生加成反應(氫的位置服從馬氏規則)。

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炔烴的製備

1、工業製備乙炔都是電石法。即碳化鈣和水反應生成乙炔和氫氧化鈣。

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2、工業製法會用到高溫、高壓。這種條件在實驗室是不易實現的,而且也存在安全性。實驗室炔烴是由二元滷代烷製備的。

有兩個不飽和度的烴---炔烴

總之,炔烴雖然在自然界存在很少,但它是合成各種有機化合物的中間體,在有機合成中是至關重要的。它能發生氧化,還原,親核加成,親電加成等多種化學反應。同時,它也可以應用在高分子聚合物上,在高溫高壓下也能合成苯。


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