烯烴是指含有C=C鍵（碳碳雙鍵）的碳氫化合物。屬於不飽和烴，分為鏈烯烴與環烯烴。按含雙鍵的多少分別稱單烯烴、二烯烴等。雙鍵中有一根屬於能量較高的π鍵，不穩定，易斷裂，所以會發生加成反應。
鏈狀單烯烴分子通式為CnH2n，常溫下C2-C4為氣體，是非極性分子，不溶或微溶於水。雙鍵基團是烯烴分子中的官能團，具有反應活性，可發生氫化、鹵化、水合、鹵氫化、次鹵酸化、硫酸酯化、環氧化、聚合等加成反應，還可氧化發生雙鍵的斷裂，生成醛、羧酸等。
可由鹵代烷與氫氧化鈉醇溶液反應製得，也可由醇失水或由鄰二鹵代烷與鋅反應製得。小分子烯烴主要來自石油裂解氣。環烯烴在植物精油中存在較多，許多可用作香料。 烯類是有機合成中的重要基礎原料，用於制聚烯烴和合成橡膠。
基本介紹
- 中文名：烯烴
- 沸點：介於烷烴和炔烴之間
- 水溶性：不溶於水，但溶於有機溶劑
- 密度：介於烷烴和炔烴之間
- 外觀：分子量較小為氣體，其次為液體，固體
- 官能團：碳碳雙鍵
分類,命名,系統命名,普通命名法,結構,物理性質,化學性質與反應,催化加氫反應,親電加成反應,自由基加成反應,加聚反應,合成來源,
分類
含有一個碳碳雙鍵的烯烴稱為單烯烴，鏈狀單烯烴的通式為CnH2n。含有多於一個碳碳雙鍵的烯烴稱為多烯烴。碳碳雙鍵的數目最少的多烯烴是二烯烴或稱雙烯烴，又可分為三類：兩個雙鍵連在同一個碳原子上的二烯烴稱為累積二烯烴或稱聯烯，這類化合物數量較少；兩個雙鍵被兩個或兩個以上單鍵隔開的二烯烴稱為孤立二烯烴，性質與單烯烴相似；兩個雙鍵被一個單鍵隔開的二烯烴稱為共軛二烯烴，共軛二烯烴有一些獨特的物理性質和化學性質。
命名
系統命名
單烯烴的系統命名
1、先找出含雙鍵的最長碳鏈，把它作為主鏈，並按主鏈中所含原子數把該化合物命名為某烯。如果主鏈含有四個碳原子，即叫做丁烯；十個碳以上用漢字數字，再加上碳字，如十二碳烯。
2、從主鏈靠近雙鍵的一端開始，依次將主鏈的碳原子編號，使雙鍵的碳原子位號較小。
3、把雙鍵碳原子的最小位號寫在烯的名稱的前面。取代基所在碳原子的位號寫在取代基之前，取代基也寫在某烯之前。
4、若分子中兩個雙鍵碳原子均與不同的基團相連，這時會產生兩個立體異構體，可以採用Z-E構型來標示這兩個立體異構體。確定Z、E的原則是按順序規則，兩個雙鍵碳原子上的兩個順序在前的原子（或基團）同在雙鍵一側的為Z構型，在兩側的為E構型。
多烯烴的系統命名
1、取含雙鍵最多的長鏈作為主鏈，稱為某幾烯，這是該化合物的母體名稱，主鏈碳原子的編號，從離雙鍵較近的一端開始，雙鍵的號位由小到大排列，寫在母體的名稱前，並用短線相連。
2、取代基的位號由與它相連的主鏈上的碳原子的位號確定，寫在取代基的名稱之前，用一短線與取代基的名稱相連。
3、寫名稱時，取代基在前，母體在後。如果是順反異構體，則要在整個名稱前表明雙鍵的Z-E構型。
普通命名法
烯烴的普通命名法與烷烴的普通命名法類似，用正、異等詞頭來區別不同的碳架，此法只適用於簡單烯烴。
結構
在單烯烴中，雙鍵碳採取sp雜化，三個sp雜化軌道處於同一平面。未參與雜化的p軌道與該平面垂直。兩個雙鍵碳原子各用一個sp雜化軌道通過軸向重疊形成δ鍵，各用一個p軌道通過側面重疊形成π鍵。碳碳雙鍵是由一根δ鍵和一根π鍵共同組成的。
由於π鍵是通過側面重疊形成的，雙鍵碳原子不能再以碳碳δ鍵為軸自由旋轉，否則將會導致π鍵的斷裂。因此，當兩個雙鍵碳都與不同的基團相連時，單烯烴會產生一對幾何異構體，他們的構象分別用Z，E表示。Z、E異構體均可以穩定存在。但在一定條件下，這兩種異構體也是可以互相轉化的。
如果讓這種異構體吸收了一定的能量，克服了p軌道的結合力，即可圍繞碳碳δ鍵旋轉，通過半紐曲型的過渡態，由Z型轉變為E型異構體，或由E型轉為Z型。在一對Z，E異構體較Z型穩定。
物理性質
烯烴的物理性質可以與烷烴對比。物理狀態決定於分子質量。標況或常溫下，簡單的烯烴中，乙烯、丙烯和丁烯是氣體，含有5至18個碳原子的直鏈烯烴是液體，更高級的烯烴則是蠟狀固體。標況或常溫下，C2～C4烯烴為氣體；C5～C18為易揮發液體；C19以上固體。在正構烯烴中，隨著相對分子質量的增加，沸點升高。同碳數正構烯烴的沸點比帶支鏈的烯烴沸點高。相同碳架的烯烴，雙鍵由鏈端移向鏈中間，沸點，熔點都有所增加。
反式烯烴的沸點比順式烯烴的沸點低，而熔點高，這是因反式異構體極性小，對稱性好。與相應的烷烴相比，烯的沸點、折射率，水中溶解度，相對密度等都比烷的略小些。其密度比水小。
化學性質與反應
烯烴的化學性質比較穩定，但比烷烴活潑。考慮到烯烴中的碳碳雙鍵比烷烴中的碳碳單鍵強，所以大部分烯烴的反應都有雙鍵的斷開並形成兩個新的單鍵。
催化加氫反應
加氫反應的活化能很大，即使在加熱條件下也難發生，而在催化劑的作用下反應能順利進行，故稱催化加氫。
在有機化學中，加氫反應又稱還原反應。
這個反應有如下特點：
① 轉化率接近100%，產物容易純化。（實驗室中常用來合成小量的烷烴；烯烴能定量吸收氫，用這個反應測定分子中雙鍵的數目）
③ 加氫反應難易與烯烴的結構有關。一般情況下，雙鍵碳原子上取代基多的烯烴不容易進行加成反應。
④ 一般情況下，加氫反應產物以順式產物為主，因此稱順式加氫。
⑤ 催化劑的作用是改變反應途徑，降低反應活化能。一般認為加氫反應是H2和烯烴同時吸附到催化劑表面上，催化劑促進H2的 σ鍵斷裂，形成兩個M-H σ鍵，再與配位在金屬表面的烯烴反應。
⑥ 加氫反應在工業上有重要套用。石油加工得到的粗汽油常用加氫的方法除去烯烴，得到加氫汽油，提高油品的質量。又如，常將不飽和脂肪酸酯氫化製備人工黃油，提高食用價值。
⑦ 加氫反應是放熱反應，反應熱稱氫化焓，不同結構的烯烴氫化焓有差異。
親電加成反應
一、加鹵素反應
烯烴容易與鹵素髮生反應，是製備鄰二鹵代烷的主要方法：
CH2=CH2+X2→CH2X-CH2X
① 這個反應在室溫下就能迅速反應，實驗室用來鑑別烯烴的存在.（溴的四氯化碳溶液是紅棕色，溴消耗後變成無色）
② 不同的鹵素反應活性規律：
氟反應激烈，不易控制；碘是可逆反應，平衡偏向烯烴邊；常用的鹵素是Cl2和Br2，且反應活性Cl2>Br2。
③ 烯烴與溴反應得到的是反式加成產物，產物是外消旋體。
二、加質子酸反應
烯烴能與質子酸進行加成反應：
CH2=CH2+HX→CH3-CH2X
特點：
1．不對稱烯烴加成規律
當烯烴是不對稱烯烴（雙鍵兩碳被不對稱取代）時， 酸的質子主要加到含氫較多的碳上，而負性離子加到含氫較少的碳原子上稱為馬爾科夫尼科夫經驗規則，也稱不對稱烯烴加成規律。烯烴不對稱性越大，不對稱加成規律越明顯。
2．烯烴的結構影響加成反應
烯烴加成反應的活性：
(CH3)2C=CH2 > CH3CH=CH2 > CH2=CH2
3．質子酸酸性的影響
酸性越強加成反應越快，鹵化氫與烯烴加成反應的活性：
HI > HBr > HCl
酸是弱酸如H2O和ROH，則需要強酸做催化劑。
烯烴與硫酸加成得硫酸氫酯，後者水解得到醇，這是一種間接合成醇的方法：
CH2=CH2+H2SO4→CH3-CH2-OSO3H
CH3-CH2-OSO3H+H2O—共熱→CH3CH2OH + H2SO4
3.加次鹵酸反應
烯烴與鹵素的水溶液反應生成β-鹵代醇：
CH2=CH2+HOX→CH2X-CH2OH
鹵素、質子酸，次鹵酸等都是親電試劑，烯烴的加成反應是親電加成反應。反應能進行，是因為烯烴大π鍵的電子易流動，在環境（試劑）的影響下偏到雙鍵的一個碳一邊。如果是丙烯這樣不對稱烯烴，由於烷基的供電性，使π鍵電子不均勻分布，靠近甲基的碳上有微量正電荷，離甲基遠的碳上帶有微量的負電荷 ，在外電場的存在下，進一步加劇正負電荷的分離，使親電試劑很容易與烯烴發生親電加成。
自由基加成反應
當有過氧化物（如H2O2，R-O-O-R等）存在，氫溴酸與丙烯或其他不對稱烯烴起加成反應時，反應取向是反馬爾科夫尼科夫規則的。此反應不是親電加成反應而是自由基加成反應。它經歷了鏈引發、鏈傳遞、鏈終止階段。
首先過氧化物如過氧化二苯甲醯，受熱時分解成苯醯氧自由基，或苯自由基，促進溴化氫分解為溴自由基，這是鏈引發階段。
溴自由基與不對稱烯烴加成後生成一個新的自由基，這個新自由基與另一分子HBr反應而生成一溴代烷和一個新的溴自由基，這是鏈傳遞階段。
在這個鏈傳遞階段中，溴自由基加成也有兩個取向，以生成穩定自由基為主要取向，所以，生成的產物（Ⅱ）與親電加成產物不同，即所謂反馬氏規則。
只有烯烴與溴化氫在有過氧化物存在下或光照下才生成反馬氏規則的產物。過氧化物的存在，對與HCl和HI的加成反應方式沒有影響。
為什麼其他鹵化氫與不對稱烯烴的加成在過氧化物存在下仍服從馬氏規則呢？這是因為H-Cl鍵的解離能（431kJ/mol）比H-Br鍵（364kJ/mol）的大，產生自由基Cl·比較困難；而H-I鍵雖然解離能（297kJ/mol）小，較易產生I·，但是I·的活潑性差，難與烯烴迅速加成，卻容易自相結合成碘分子（I2）。所以不對稱烯烴與HCl和HI加成時都沒有過氧化物效應，得到的加成產物仍服從馬氏規則。
加聚反應
加聚反應，即加成聚合反應，烯類單體經加成而聚合起來的反應。加聚反應無副產物。
合成來源
最常用的工業合成途徑是石油的裂解作用。
烯烴可以通過酒精的脫水合成。例如，乙醇脫水生成乙烯：
CH3CH2OH + H2SO4 → CH3CH2OSO3H + H2O
CH3CH2OSO3H→ H2C=CH2 + H2SO4
其他醇的消去反應都是Chugaev消去反應和Grico消去反應，產生烯烴。
高級α-烯烴的催化合成可以由乙烯和有機金屬化合物三乙烯基鋁在鎳，鈷和鉑催化的情況下實現。
烯烴可以由羰基化合物通過一系列反應合成，比如乙醛和酮。
和一個烷基鹵化物發生Wittig反應。
和一個苯基碸發生Julia成烯反應（朱利亞烯烴合成）。
和兩個不同的酮發生Barton-Kellogg反應。
結合一個酮，Bamford-Stevens反應或者Shapiro反應。
烯烴可以由乙烯基鹵化物結合生成。
烯烴可以由炔烴的選擇性還原合成。
烯烴可以由Diels-Alder反應或Ene反應重排製得。
烯烴可以由α-氯代碸通過Ramberg-Bäcklund反應合成。
