炔烴

炔烴的結構通式。

炔（ㄑㄩㄝ）烴（ㄊㄧㄥ）（英語：Alkyne）是一類有機化合物，屬於不飽和烴，分為鏈炔烴與環炔烴。按含三鍵的多少分別稱單炔烴、二炔烴等。其官能基為碳-碳三鍵（－C≡C－）。通式C_nH_2n-2，其中n為非1正整數。簡單的炔烴化合物有乙炔（C₂H₂）、丙炔（C₃H₄）等。炔烴也被叫做電石氣，電石氣通常也被用來特指炔烴中最簡單的乙炔。

炔字是新造字，左邊的火取自「碳」字，表示可以燃燒；右邊的夬取自「缺」字，表示氫原子數和化合價比烯烴更加缺少，意味著炔是烷（完整）和烯（稀少）的不飽和衍生物。

結構

乙炔的分子模型

炔鍵（碳-碳三鍵）里的碳原子採取sp混成：每個碳原子擁有2個p軌域和2個sp混成軌域。兩個來自不同碳原子的sp軌域重疊形成一個 sp-sp σ鍵。一個原子的兩個p軌域分別於另外一個原子的兩個p軌域重疊，形成兩個π鍵，這樣一共就有3個鍵。剩下每一個原子的sp軌域可以與其他原子形成σ鍵，例如，都與氫原子結合就形成了乙炔。兩個sp軌域分別在原子的兩側，互相對稱：在乙炔中，H-C-C 的鍵角是180°。因為共有六個電子參與成鍵，所以三鍵的鍵能很高，有837千焦/摩。其中σ鍵貢獻369千焦/摩，第一個π鍵貢獻268千焦/摩，第二個π鍵稍弱，只有202千焦/摩。三鍵中兩個碳的距離僅121皮米，對比烯烴為134皮米，烷烴有153皮米。

化學性質

與烷烴不同，炔烴不穩定並且非常活躍。因此乙炔燃燒發出大量的熱，乙炔焰常被用來焊接。

例子

最簡單的炔烴是乙炔。

末端炔烴和內部炔烴

末端炔烴至少有一個氫原子連接在經過sp混成的碳上（即連接在三鍵碳上，一個例子就是丙炔）。

非末端炔烴中，是除了氫以外的其它原子或官能基連接在經過sp混成的碳上，通常是另外一個碳原子，但也可能是一個雜原子。一個很好的例子是2-戊炔，其中一個甲基連接在三鍵一端，三鍵另外一端則是連接的一個乙基。

末端炔烴可以和銀氨錯合物或者（亞）銅氨錯合物反應生成白色的端炔銀和暗紅色的端炔銅（1價），這兩者都不溶於水。此反應可以用於鑑定末端炔烴。

金屬炔化合物

一個末端炔烴和一個強鹼（例如：鈉，胺基鈉，正丁基鋰或格林尼亞試劑）反應，生成末端炔烴的陰離子（一個金屬炔化合物）。乙炔呈酸性。pK_a 為25，介於氨（35）和乙醇（16）之間。有這樣的酸性和電子所在的sp混成軌域中s所占的比重較大有關，在s軌域中的電子更傾向於靠近帶正電的原子核因此能量較低，故帶負電的炔陰離子比較穩定。

合成

炔烴的一般製備是通過鄰二鹵化烷烴的脫鹵化氫作用，也可以通過金屬炔化合物與一級鹵化烷反應製得。在Fritsch-Buttenberg-Wiechell重排反應中，炔烴由溴化乙烯基起始製得。

炔烴也可以由醛通過Corey-Fuchs反應製得，亦可以通過Seyferth-Gilbert同素化製得。

乙炔的製備

乙炔可由碳化鈣和水反應製備：先將碳酸鈣加熱產生氧化鈣和二氧化碳，再將氧化鈣和碳加熱至攝氏3000度，產生碳化鈣(電石)和一氧化碳，最後將碳化鈣加水混和便產生乙炔和氫氧化鈣。

反應

炔烴能參與很多的有機反應。

• 親電加成反應
  • 加氫得到相應的烯烴或烷烴
  • 加鹵素得到乙烯基鹵化物或烷基鹵化物
  • 加鹵化氫得到乙烯基鹵化物或烷基鹵化物
  • 加水生成羰基化合物（經過烯醇式中間體）
• 環加成
  • Diels-Alder反應，和2-吡喃酮經過消去二氧化碳後合成芳香化合物
  • Azide alkyne Huisgen環加成，生成三氮雜茂（三唑），此反應亦為點擊化學之經典反應
  • Bergman環加成，與烯炔化合物生成芳香化合物
  • 炔的三分子縮合，生成芳香化合物
  • 不規則炔經過炔換位生成新的炔烴化合物
  • Pauson–Khand反應中，炔烴、烯烴和一氧化碳發生[2+2+1]環加成
• 金屬炔化合物的親核取代反應
  • 與烷基鹵化物形成新的碳碳鍵
• 金屬炔化合物的親核加成反應
  • 與羰基化合物生成中間產物醇鹽，然後酸化生成羥基炔
• 硼氫化-氧化反應，炔烴和有機硼化合物生成乙烯基硼烷
  • 然後由過氧化氫氧化生成相應的醛或酮
• 被過錳酸鉀氧化分解，生成羰基酸
• 由強鹼導致的炔鍵在長鏈上的移動

參考資料

4. 炔的發音

參見

• -yne
• 環炔烴