烷烃的鉴别
本文转自：人民日报客户端
朱嘉豪
在一个有机分子中，C-H（碳-氢）键是基本的结构单元。如果能够选择性地对某一个位置上的C-H键进行活化，就能极大减少反应过程中的非必要废弃物，还能高效地将烷烃等大宗石油化工原料转化成附加值更高的精细化学品。这个问题一直是有机化学中的挑战，被誉为有机化学的“圣杯”。
2月2日，中山大学化学学院胡鹏教授团队报告了一种光催化分子间自由基采样方法，在惰性的C-H键的化学转化层面实现了“百步穿杨”“精确制导”。这种转化方式条件简单、环境友好，能够大大缩短反应步骤，不仅可以生成附加值更高的精细化学品，还可以用于生物活性分子的快速精准后期修饰，有望加快药物的研发。该成果在最新一期《科学》杂志（Science）刊发，论文作者共三人均来自中山大学。
控制反应的选择性，是这个问题的难点。对于直链烷烃来说，它的各个C-H键之间化学性质十分相似，且都较为惰性。使用低活性的试剂就无法活化烷烃，而使用高活性的试剂可能会同时“唤醒”所有的C-H键。“目前直接对惰性烷烃进行选择性改性仍然是一个巨大的挑战，只有少数使用贵金属催化剂的开创性研究取得了成功。”胡鹏教授说。
然而，实现选择性催化是面向未来的化学反应的核心要求。低选择性的催化反应会产生一个或多个副产物，从而导致不必要的废弃物或环境不友好的过程，不利于可持续发展。在烷烃的生成加工中，工厂一般在比较剧烈的催化条件下，通过多步反应才能得到预定的产物。这个过程会产生大量废料和能量消耗，总体效率低下，带来较大的环境负担。
论文的第一作者王淼介绍，团队使用了多种化合物进行实验，其中，在生活中应用最广也是生产体量最大的是汽油，它的成分主要是简单烷烃。团队通过对烷烃C-H键的选择性硼基化，将汽油变成了易于反应的精细化学品，使它不仅仅作为燃料简单使用。
根据以往的机理研究，团队先活化烷烃某个特定位置上的C-H键，再进行反应，发现这种模式的选择性效果不尽人意。
通过多次实验，团队探索出一种新的反应模式，机理研究表明，这种反应可以发生可逆的氢原子转移（HAT）过程。先对C-H键进行无差别的活化，生成各类自由基中间体后，再通过反应试剂的位阻效应，选择性识别特定的自由基并进行反应，其他未反应的自由基则重新变回为烷烃原料。这种新方法大大降低了C-H键选择性官能团化的难度。
在该研究中，团队主要对末端C(sp3)-H键进行硼基化反应。“通过硼基化合物——有机反应最广泛使用的合成砌块之一——的已知反应，我们可以进一步构建出结构多样、功能复杂的不同化合物，应用于不同的场合。”胡鹏教授说。
铁是地球上丰度最高的金属元素之一，廉价易得，存在形式也很丰富。光能是自然界最广泛的能量供给模式，在实验室里也容易实现。“我们的方法条件温和，能够在实验室级别放大制备规模，并且有较高的底物适用性，可以兼容烯烃、炔烃、氯、溴、酯等容易进一步转化的官能团。”论文作者黄雅豪说。
胡鹏课题组致力于用简单、高效的廉价催化体系实现惰性键的选择性断裂反应，实现环境友好的分子剪切和转化，做绿色、经济的“分子园艺”。在此基础上，团队还尝试了C-H键和C-C键断裂的一系列反应，初步实现了塑料降解、醇的断键反应等化学变化。
胡鹏表示，希望进一步发展这个体系，实现各种有挑战性的化学反应，构建起一件又一件趁手的分子剪切工具，实现我们“分子花园”的梦想。
水施莘4806炔烃,烯烃,烷烃如何用化学方法区别 -
班缪任13749734217 ______[答案] 炔烃,烯烃与溴水发生加成反应使之褪色,烷烃不发生此反应 炔烃,烯烃被酸性高锰酸钾溶液氧化,使之褪色,烷烃不发生此反应 炔烃如果是末端炔烃,即叁键上连有氢,可用银氨溶液或氯化二氨合铜(I)溶液鉴别,分别生成易爆的白色炔银沉淀...
水施莘4806怎样区别烷,烃,烷烃? -
班缪任13749734217 ______ (1)烃---分为链烃和环烃!(2)链烃---又分为饱和链烃和不饱和链烃!(3)饱和链烃---烷烃!(4)不饱和链烃---又分为炔烃,烯烃!(5)环烃---又分为饱和环烃和不饱和环烃!(6)饱和环烃---环烷烃!(7)不饱和环烃---又分为环烯,环炔,芳香烃! OK!
水施莘4806有机化学鉴别方法的总结烷烃,烯烃,芳香烃,醇,酚,醚,醛,酮,醌等等~~~~~ -
班缪任13749734217 ______[答案] 1烷烃与烯烃,炔烃的鉴别方法是酸性高锰酸钾溶液或溴的ccl4溶液(烃的含氧衍生物均可以使高锰酸钾褪色,只是快慢不同 )2烷烃和芳香烃就不好说了,但芳香烃里,甲苯,二甲苯可以和酸性高锰酸钾溶液反应,苯就不行3另...
水施莘4806有机化学鉴别方法的总结 -
班缪任13749734217 ______ 1烷烃与烯烃,炔烃的鉴别方法是酸性高锰酸钾溶液或溴的ccl4溶液(烃的含氧衍生物均可以使高锰酸钾褪色,只是快慢不同 ) 2烷烃和芳香烃就不好说了,但芳香烃里,甲苯,二甲苯可以和酸性高锰酸钾溶液反应,苯就不行 3另外,醇的话,...
水施莘4806烷烃和烃的区别? -
班缪任13749734217 ______[答案] 烷烃是只有碳碳单键和碳氢键的链烃,是最简单的一类有机化合物.烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链)外,其余化合价全部为氢原子所饱和.烷烃分子中,氢原子的数目达到最大值.烷烃的通式为CnH2n+2.分子中每个碳原子...
水施莘4806烷烃、烯烃、炔烃、卤代烃、苯、甲苯、硝基苯的鉴别 -
班缪任13749734217 ______ 烷烃,不能加成,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,不能使溴水褪色,能燃烧,淡蓝色火焰;烯烃与炔烃,能加成,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能使溴水褪色,能燃烧,明亮带黑烟火焰;卤代烃,主要以消去反应鉴别;苯,不能与X化氢加成,光照下取代,与纯卤素单质反应,不能使酸性高锰酸钾褪色;甲基使苯环活化,硝化取代邻对位氢,不能使溴水褪色.回头我先看看书,学考学坏脑子了
水施莘4806烷烃 烯烃 苯 醇 酚 醛 羧酸 酯 得鉴别及其化学式 -
班缪任13749734217 ______[答案] 烷烃 CnH(2n+2)烯烃 CnH(2n)苯 C6H6醇 CnH(2n+2)O(m)酚 CnH2n-6(n≥6)O(m)醛 CnH(2n)O(m)羧酸 CnH(2n)O(2m)酯 CnH(2n)O(2m)鉴别:通入HBr,明显褪色则有烯烃;加入I2和浓硝酸,褪色则有苯;加入滴加了指示剂的碱,变中...
水施莘4806烃和烷烃有什么区别 -
班缪任13749734217 ______[答案] 烃是C、H化合物,并不是任意比,碳氢比不会大于4 理论上饱和烃称为烷烃,即除了C-C单键以外所有的C都被H所饱和.其中开链烷烃C:H=n:2n+2(中学所说的烷烃),还有单环环烷烃,碳氢比就是1:2,多环烷烃碳氢比小于1:2.
水施莘4806有机物知识点的总结烷烃、乙烯、乙醇、乙酸、苯.各类物质的反应和鉴别方式总是混淆. -
班缪任13749734217 ______[答案] 1、各类有机物的通式、及主要化学性质 烷烃CnH2n+2 仅含C—C键 与卤素等发生取代反应、热分解、不与高锰酸钾、溴水、强酸强碱反应 烯烃CnH2n 含C==C键 与卤素等发生加成反应、与高锰酸钾发生氧化反应、聚合反应、加聚反应 炔烃CnH2n...
水施莘4806如何鉴别烷烃和烯烃?
班缪任13749734217 ______ 先用溴水,烷烃和环烷烃不反应,烯烃发生加成反应使溴水褪色,再用酸性高锰酸钾,烷烃不反应,环烷烃发生氧化反应使酸性高锰酸钾褪色