炔烃的化学反应
炔烃的官能团为碳碳三键,π键容易被打开,所以炔烃具有与烯烃相似的化学性质。炔烃的碳碳三键之间是富含电子的区域,容易被缺电子的亲电试剂进攻,与臭氧、高锰酸钾等发生氧化反应。 不同的是,炔烃还能与醇、酸等含有活泼氢原子的化合物发生亲核加成反应。炔烃分子中连接与碳碳三键上的氢具有弱酸性,可以与碱金属、强碱以及银离子、铜离子等重金属盐发生反应生成金属化合物
一、酸性及炔氢的特性反应
通常将直接连在三键上的氢称为炔氢,炔氢具有弱酸性。
炔氢钠是强的亲核试剂,可以与伯卤代烷发生亲核取代反应,生成碳链增长的炔烃,这类反应称为烷烃的烷基化反应(由低级炔烃制备高级炔烃的重要方法之一)
炔氢还可以被银离子、亚铜离子等金属离子取代。该反应非常灵敏,可用于鉴别炔氢。生成的金属炔化物与盐酸或硝酸作用时可分解为原来的炔烃。
该金属炔化物干燥受热后或受到撞击均会发生强烈爆炸,故在反应结束后,应立即加入稀硝酸或盐酸使之分解
二、亲电加成反应
炔烃与溴的反应比烯烃慢(原因:由于sp杂化碳原子的电负性比sp2杂化碳原子的电负性大,因此电子与sp杂化碳原子结合的更为紧密,碳碳三键虽然比碳碳双键多一个π键,却不容易提供电子与亲电试剂结合)
1.与卤素加成
分步反应,先生成二卤代烯烃,进一步反应生成四卤代烷,反应时需要加入FeX3或SnX2作为催化剂
反应历程:先生成三元环溴鎓离子,然后溴负离子从背面进攻环状中间体,形成 反式加成产物
炔烃形成的三元环中间体不及烯烃生成的三元环中间体稳定,因此炔烃与卤素加成反应速率比烯烃慢
当分子中同时含有碳碳双键和碳碳三键时,加成反应首先发生在双键上
but一种特殊情况,CH2=CHC(三键)CH+Br2,溴加在碳碳三键上。(原因:共轭效应)
2.与卤化氢加成
不对称炔烃与卤化氢加成反应符合马氏规则
炔烃与溴化氢反应,条件为光照或过氧化物时,符合反马氏规则
3.与水加成
炔烃与水的加成通常在硫酸及硫酸汞的催化下进行,碳碳三键上加一分子水后先生成一种不稳定的化合物,烯醇。烯醇分子中的羟基直接连在双键上,很不稳定,一般发生重排转变成相应的酮式,这种重排称为烯醇式-醛式互变异构
(若生成醛,则为乙炔)
不对称炔烃与水加成反应符合马氏规则
三、亲核加成反应
适当条件下,端炔可与氢氰酸、乙醇、乙酸等亲核试剂发生加成反应
四、还原反应
炔烃催化加氢可以得到烯烃,如果进一步加氢则得到烷烃
采用Pt,Pd,Ni等高活性催化剂且氢气过量,反应往往不易停留在烯烃阶段
采用活性较低的催化剂,去林德拉催化剂或P-2催化剂,也可以停留在烯烃阶段
(林德拉催化剂是将沉积在碳酸钙上的金属钯用喹啉或乙酸铅处理使其活性降低;P-2催化剂是用硼氢化钠还原乙酸镍得到硼化镍。这两种催化剂主要生成 顺式烯烃 )
炔烃在液氨中用金属钠或LiAlH4还原时,主要生产 反式烯烃
五、氧化反应
与烯烃相似,炔烃也能与臭氧、高锰酸钾等氧化剂发生反应,生成二氧化碳或羧酸
六、聚合
二聚或三聚
不是!这个炔和醇的加成反应。炔烃明显区别于烯烃的重要化学性质,炔烃能发生亲核加成反应。
顾名思义,亲核加成必须由亲核试剂引导进攻正电荷集中的碳原子,生成碳负离子后,再与质子结合完成反应。
强碱KOH的作用是增强作为亲核试剂Nu-的C2H5O-的亲核性,1-戊炔的2号碳原子受推电子诱导效应以及共轭效应影响,正电荷高度集中,亲核试剂C2H5O-首先进攻2号碳原子,在原1号碳原子位置形成碳负离子,随后质子迅速与负离子结合生成2-乙基-1-戊烯。
醇的分子间脱水,一个醇脱羟基,另一个醇脱羟基上的氢,在两者结合生成醚和水。
乙醇与浓硫酸化合物加热到140℃时可发生分子间脱水生成产物乙醚.浓硫酸在这里作脱水剂\催化剂。
2CH3-CH2-OH—--(浓H2SO4/140℃)---→CH3-CH2-O-CH2-CH3+H2O。
烯醇醚化反应是烯醇经基上的氢被烷基取代生成烷基烯基醚的反应。
乙醇:ch3ch2oh
乙醇先在浓硫酸的催化下,加热到170摄氏度生成乙烯,乙烯和氯气加成,生成1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷在热的强碱溶液中发生消去反应,生成乙炔
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极性分子指的只是电极是否偏向一方 即 两个形成共价键的原子是否相同
相同则为非极性分子 不相同则为极性分子
有机物中 醇 醚 CCL4等可以作为有机溶剂 有机物常溶解在其中
端炔的碳碳叁键也可以与HCN等亲核试剂发生亲核加成,如乙炔和氢氰酸反应生成丙烯腈
C2H2+HCN=CH2=CHCN
关于炔烃的亲核加成的机理,通常解释为sp杂化轨道的电子云过于密集,不能充分覆盖C原子核,使亲核试剂可以进攻C原子核,从而发生亲核加成反应。
丙炔与乙醇反应就是丙烯基乙醚,就是CH3-CH=CH-O-C2H5。
丙烯基乙基醚在有机合成中的应用主要集中在烯键上的反应。由于受到乙氧基取代的影响。
酸性条件:
正极反应:3O2+12H++12e-==6H2O
负极反应:C2H5OH+3H2O==2CO2+12H++12e-
碱性条件:
正极反应:3O2+6H2O+12e-==12OH-
负极反应:C2H5OH+12OH-==2CO2+9H2O +12e-
乙炔:总反应: 2C2H2+5O2==4CO2+2H2O
酸性条件:
正极反应:5O2+20H++20e-==10H2O
负极反应:2C2H2+8H2O==4CO2+20H++20e-
碱性条件:
正极反应:5O2+10H2O+20e-==20OH-
负极反应:2C2H2+20OH-==4CO2+12H2O +20e-