【必修二】【有机化学】【取代反应】不饱和烃能够在不发生加成反应的前提下只发生取代反应吗

首先，我们来了解一下什么是化学键。化学键是两个或更多原子之间的相互作用力，它们将原子结合在一起形成分子或晶体。原子间的化学键的形成通常涉及到原子的最外层电子。

Volcano Chem，公众号：火山实验班高中化学我们为什么更关注原子的最外层电子而不是内部电子？

先说结论：

1.乙烯、乙炔只能发生加成反应，而很难发生取代反应。如果要进行取代，必须首先使其与其他试剂发生加成反应，然后再取代，这属于间接取代。

2.丙烯、丙炔及以上多碳原子的不饱和烃，理论上可以只发生加成反应。主要取代α-H（即与碳碳双键C=C直接相连的α-碳上的氢）。

烷烃是由C-C或者C-H单键构成，属于饱和烃。烷烃会发生取代反应，这个很容易理解，你思考过没有，不饱和烃，比如烯烃和炔烃，能够在不发生加成反应的前提下，发生取代反应吗？

答案是：可以。

但是高中涉及到的相关理论不多，但我还是想在这里稍微解释一下。

首先，不饱和烃更容易通过加成反应变成烷烃。与烷烃相比,烯烃分子中的双键具有较松散的电子云，电子受两个碳原子核的共同吸引作用，但受每个核的吸引都比较小。所以，与电负性较大的试剂相比，双键上的电子更易于被吸引而发生反应。这就是为什么烯烃更易于与电负性大的试剂发生加成反应，使双键饱和。

但是，烯烃分子虽然含双键，但大多仍保留一定数量的C-H单键。这些C-H键的反应活性虽不如双键，但也大于烷烃的C-H键。所以，在条件允许的情况下，烯烃也可以发生C-H键的取代反应。

举个例子：

1) 丙烯与溴反应，发生溴代α-碳上的氢取代：
CH2=CHCH3 + Br2 → CH2=CHCH2Br + HBr这个反应表明，尽管丙烯中存在双键，但α-碳上的C-H键也可以被取代。这证明了我前面所说的“这些C-H键的反应活性虽不如双键,但也大于烷烃的C-H键”。

2) 烯丙基溴与银离子反应，发生β-位的氢被取代:
CH2=C(CH3)CH2Br + Ag+ → CH2=C(CH3)CH(Ag)CH3 + H+这个反应同样证实烯丙基溴分子中，尽管存在双键对β-位C-H键产生一定影响，但该键的反应活性仍然大于烷烃，可以被适度亲核的试剂如Ag+进行取代。所以，这两个例子与对应的反应方程式，证明了我前面所述观点的正确性：烯烃中除双键外，其仍含一定量C-H键。这些C-H键虽然不及双键活泼，但其反应活性大于烷烃的C-H键，在合适的反应条件下也可以发生取代反应。不过需要注意，由于双键的共轭作用，这些C-H键的反应活性会受到一定影响与限制，必须选择适当的反应试剂与条件，才可实现取代。如果试剂过于强烈，很可能造成双键的破坏。

最后，不饱和烃虽然可以发生取代反应，但是取代反应必须发生在双键相邻的碳原子上。这是因为相邻的碳上由于电子云的影响其上的氢原子酸性比烷烃中的氢略强更易发生反应。而双键两端的碳原子上的氢其酸性又不如相邻碳原子上的氢难以发生反应。这就是所谓的α-H取代。

基于上述原理，乙烯分子本身不具有α-H，所以无法发生α-H取代反应。它只能发生加成反应，而很难发生取代反应。如果要进行取代，必须首先使其与其他试剂发生加成反应，如氯化，然后再与乙烯反应，这属于间接取代。

所以总的来说，烯烃之所以既可以进行加成反应也可以进行取代反应，是由于其特有的电子结构和化学反应性。

但其取代反应又存在一定限制，必须发生在α-位，这与分子结构密切相关。我希望这些解释可以较为系统和清晰地梳理烯烃反应性方面的知识。这些内容对理解有机化学反应机理非常重要。

解释到这里，回复几个问题，看自己是否可以回答出来？

1.丁烯可以只发生取代反应吗？

2.什么是a-C？

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