烯 烃[tīng] （alkenes），是指含有碳-碳 双键 （C=C）的碳氢化合物，属于 不饱和烃 ，分为链烯烃与 环烯 ，按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。 烯烃是非 极性 或弱极性分子，不溶或微溶于水，易溶于 石油醚 、 乙醚 、苯、 四氯化碳 等非极性和弱极性的有机 溶剂 。 标况或常温下，简单的烯烃都是无色物质，相对密度都小于1，C 2 ～C 4 烯烃为气体，C 5 ~C 18 直链烯烃为液体，C 19 以上为固体。 乙烯 、 丙烯 稍带甜味，丁烯在常态下为无色略具臭味的气体， 3-氯-1-丁烯 气味微弱， 2-甲基丙烯 则有不愉快的气味，液态烯烃有汽油的气味。 烯烃的 物理性质 随着 碳 数的增加，物理性质呈现规律性的变化，分子的异构化也对物理性质产生影响。 烯烃可以进行 加成反应 、氧化反应、α-氢的反应以及聚合反应。 低碳烯烃的毒性作用是低毒的，但是会在大气中生成毒性更强的二次污染物，如 光化学烟雾 。 烯烃是 有机合成 中的重要基础原料，用于生产各种 化工原料 与产品，例如聚烯烃和合成橡胶。
分类
根据分子中 双键 的数目可分为单烯烃（分子中含有1个碳碳双键，如H 2 C=CH 2 ）、二烯烃（分子中含有2个碳碳双键，如H 2 C=CHCH=CH 2 ）、多烯烃（分子中含有3个或3个以上碳碳双键，如H 2 C=CHCH=CHCH 2 CH=CH 2 ）。 其中，碳碳双键的数目最少的多烯烃是二烯烃或称双烯烃，根据两个碳碳双键的相对位置可以把二烯烃分为三类： 累积二烯烃 （两个双键连在同一个碳原子上，这类化合物数量较少）、 共轭二烯烃 （两个双键被一个 单键 隔开，共轭二烯烃有一些独特的物理性质和化学性质）、孤立二烯烃（两个双键被两个或两个以上的单键隔开，性质与单烯烃相似）。
根据分子中碳架结构不同可以分为开链烯烃（分子以链状连接的烯烃，如H 2 C=CHCH 2 CH 3 ）、 环烯 （分子以环状连接的烯烃，如下图）。
命名
普通命名法
普通命名法只适用于简单烯烃的命名，烯烃分子中含有几个碳就称为某烯，第2个 碳 上有一个 甲基 称为异某烯。例如，H 2 C=CH 2 称为 乙烯 ，H 2 C=CHCH 3 称为 丙烯 ，H 2 C=C(CH 3 ) 2 称为 2-甲基丙烯 。
系统命名法（IUPAC法）
①选主链。选择含有 双键 的最长碳链作为主链，按主链碳原子的数目称为某烯。如主链含有6个碳，则称为 己烯 ；10个碳以上用汉字数字，并且在烯字前加上一个“碳”字，如 十二碳烯 。 二烯烃的命名选择含有两个碳碳双键的最长碳链作主链，称为某二烯。
②编号。从靠近双键的一端开始依次对主链的 碳 编号，使双键的编号尽可能地小，其次再使 取代基 的编号尽可能地小，并将双键的编号写在烯烃名称之前。
③命名。先将取代基的位次、数目和名称分别写在烯烃名称之前。烯烃存在碳链异构、官能团异构和顺反异构。顺反具构体的命名有顺反命名法和Z／E命名法两种：若相同的 基团 处在 双键 同侧称为顺式，处在双键的异侧称为反式；当两个双键碳原子上连接的取代基均不相同时，单烯烃会产生一对几何异构体，它们的构型分别用Z、E表示；Z、E异构体均可以稳定存在，但在一定条件下这两种异构体也可以互相转化。判断Z、E构型时，首先按照 次序规则 对不饱和碳原子上的原子或取代基进行比较，较优基团或原子在同侧的为Z型，较优基团或原子在异侧的为E型。
例如：下图分别为4- 甲基 2- 己烯 、2-丁烯、3,4,5-三甲基- 1-庚烯 和4- 乙基 环己烯 。
顺反异构 体例如下图分别为(E)-3-甲基-3- 庚烯 和(Z)-3-甲基-3-庚烯。
结构
含有一个碳碳双键的烯烃称为单烯烃，开链单烯烃的通式为C n H 2n 。 含有多于一个碳碳双键的烯烃称为多烯烃。二烯烃分子通式为C n H 2n-2 。
单烯烃的官能团是碳碳 双键 ，形成碳碳双键的 碳 为sp 2 杂化。两个双键碳原子各用一个sp 2 杂化轨道通过轴向重叠形成σ键。各用一个p轨道通过侧面重叠形成π键。3个sp 2 杂化轨道 可以形成3个σ键，在同一平面上，彼此之间的键角为120°，还有一个未参与杂化的p轨道，垂直于3个σ键所在的平面。p轨道与p轨道之间“肩并肩”侧面 重叠 形成π键。碳碳双键是由一根δ键和一根π键共同组成的。
具有 共轭体系 的烯烃有其独特之处：共轭体系中所有 原子 均在同一平面内，形成大π键的p轨道都垂直于该平面；单、双键的差别减小，键长趋于平均化；共轭体系的能量低，结构稳定；共轭体系中π 电子云 发生转移时，各原子的电子云密度出现正负交替的现象。
理化性质
物理性质
烯烃是非 极性 或弱极性分子，不溶或微溶于水，易溶于 石油醚 、 乙醚 、苯、 四氯化碳 等非极性和弱极性的有机 溶剂 。
常温下，烯烃都是无色物质，相对密度都小于1，C 2 ～C 4 烯烃为气体，C 5 ~C 18 为液体，C 19 以上为蜡状固体。 乙烯 、 丙烯 稍带甜味，丁烯在常态下为无色略具臭味的气体， 3-氯-1-丁烯 气味微弱， 2-甲基丙烯 则有不愉快的气味，液态烯烃有汽油的气味。
在正构烯烃中， 沸点 随着相对分子质量的增加而升高，同碳数正构烯烃的沸点比带支链的烯烃沸点高。 相同碳架的烯烃， 双键 由链端移向链中间，沸点、 熔点 都有所增加。
反式烯烃的沸点比顺式烯烃的沸点低，而熔点高。 顺式异构体 极性 较强，沸点高于反式异构体。 反式异构体对称性较高，熔点高于顺式异构体。
双键碳上 烃基 取代越多，烯烃越稳定。反式烯烃比顺式烯烃更稳定。
气态烯烃与空气或 氧气 混合时，极易燃烧甚至于爆炸。其他烯烃是易挥发的 易燃液体 。 常温下在车间空气中该液体的蒸气能达到爆炸浓度。 二烯烃暴露于空气中能形成 有机过氧化物 ，液度增高或遇热可发生强烈爆炸。
化学性质
烯烃的 双键 结构如下图：
烯烃分子中的双键是由一个σ键和一个π键组成的。其中σ键是两个双键 碳 的sp 2 杂化轨道 以“头碰头”的形式成键，轨道 重叠 程度大， 化学键 牢固，不易发生化学反应。π键是由双键碳原子未杂化的p轨道“肩并肩”侧面重叠形成的，轨道重叠程度较小，且不能自由旋转， 原子核 对π电子的束缚较弱，π电子易受外界影响发生 极化 ，π键的强度比σ键低得多，因而烯烃的π键容易断裂发生加成、氧化和聚合等反应。 从 键能 看，π键(~263kJ／ 摩尔 )比σ键(~347kJ／mol)弱，π 电子 离核较远，结合较松散，易参与反应，是电子源(电子给体)，也就是具有亲核性。 烯烃的化学性质比较稳定，但比烷烃活泼，可以进行加成反应、氧化反应、α-氢的反应以及聚合反应。双键中有一根属于能量较高的π键，不稳定，易断裂，所以会发生加成反应。
加成反应
稀键π键易破裂，发生加成反应。
亲电加成
烯烃可以加成 卤化氢 (HX，X=Cl，Br，I)、 硫酸 、水、 卤族元素 (X—X，X=Cl，Br)、次卤酸(HOX，X=Cl，Br)、 乙酸汞 /水和 硼烷 [wán]等，属于亲电加成，其反应方程式为：
自由基加成
由 自由基 引发、经历自由基中间体的加成反应称为自由基加成。在没有 过氧化物 或光照条件下的反应是亲电加成，遵守马氏加成规则；而在有空气或氧(过氧化物)或光照条件下是自由基反应，且经历链引发、链传递、链终止阶段；其中链传递阶段中溴自由基加成有两个取向，以生成稳定自由基为主要取向，因此产物与亲电加成产物不同，不服从马氏加成规则。需要注意的是，过氧化物的存在对不对称烯烃与HCl和HI的加成反应方式没有影响，得到的加成产物仍服从马氏规则。
催化氢化
加氢反应的活化能很大，即使在加热条件下也难发生，烯烃与氢作用生成烷烃的反应称为加氢反应（在有机化学中又称还原反应），在催化剂存在下可以加氢还原为 烷烃 ，其反应方程式为：
共轭加成
共轭二烯烃 既可以发生1,2-加成，也可以发生1,4-加成，1,4-加成称为共轭加成，且是主要的加成方式。 共轭二烯烃的1,2-加成和1,4-加成是同时发生的，产物的比例取决于反应条件。 一般来说,反应温度升高、 溶剂 极性 增加都有利于1,4-加成。
双烯合成反应
共轭二烯烃与具有 碳碳双键 的化合物进行1,4-加成，生成六元 环状化合物 的反应称为 双烯 合成反应 ，这一反应是由 德国 化学家狄尔斯(Diels)和 阿尔德 (Alder)于1928年发现的，所以该反应又称为D-A反应例：
双烯合成反应可以将链状化合物转变成 环状化合物 ，是 有机合成 的重要方法之一。狄尔斯和 阿尔德 由于双烯合成反应的发现和卓越的研究成果共同获得了1950年的 诺贝尔化学奖 。
氧化反应
π键易提供 电子 ，与缺电子的亲电试剂反应，如亲电加成与氧化。
双键部分破裂氧化
1）烯键氧化成邻 二醇 —— 顺丁烯二酸二丁酯 二 羟基化 [qiǎng jī huà]
碱性或中性稀、冷 高锰酸钾 氧化烯键生成顺式邻二醇，其反应方程式为：
2）环氧化
过氧酸 氧化烯键生成环 氧化物 ( 环氧化合物 )，称为环氧化(epoxidation)。常用的过氧酸： 过氧乙酸 、 三氟过氧乙酸 ， 过氧苯甲酸 、 间氯过氧苯甲酸 ( MCPBA )等。其反应方程式为：
双键完全破裂氧化
1)强氧化
高锰酸、 铬酸 等强氧化，导致烯键完全破裂，生成 或酸。例：
2）臭氧化
烯键与 臭氧 (1,3-偶极)发生[4＋2]环加成，生成不稳定的分子 臭氧化物 (molozonide)，立即重排成稳定的臭氧化物(ozonide)，此即臭氧分解(ozonolysis)。例：
α-氢的反应
碳-碳 双键 的邻位即α位，其受双键和超共轭效应的共同影响而变得活泼，α-氢易被卤代与氧化。
卤代反应
高温卤代：低浓度的氯或溴[xiù]在高温下发生烯丙氢氯代或溴代反应。
NBS溴代： N-溴代丁二酰亚胺 (N-bromosuccinimide，NBS)在 自由基引发剂 如 过氧化二苯甲酰 存在下溴代 烯丙位氢 。例：
氧化反应
工业上 催化 氧化丙烯 生产 丙烯醛 、 丙烯酸 、 丙烯腈 [bǐng xī jīng]等，其反应方程式为：
聚合反应
在 催化剂 或 引发剂 的作用下，烯烃分子通过自身加成的方式互相结合，生成高分子化合物，这种反应称为聚合反应，其反应方程式为：
制备
工业制备
烯烃生产一般可用天然气、 炼厂气 、 直馏汽油 、 柴油 甚至 原油 作为原料。在高温下，烃类分子的碳链发生断裂并 脱氢 生成相对分子质量较小的烯烃和 烷烃 ，同时还有苯、 甲苯 等 芳香烃 以及少量 炔烃 [quē tīng]生成。裂解原料和裂解条件不同，裂解产物也不相同。烯烃生产多使用汽油和柴油馏分。
烃类热裂解反应十分复杂，已知的化学反应有脱氢、断链、 二烯 合成、异构化、脱氢 环化 、 脱烷基 、叠合、歧化、聚合、脱氢交联和 碳化 等。按反应进行的先后次序可以划分为一次反应和二次反应。一次反应即由原料烃类热裂解生成 乙烯 和 丙烯 的低级烯烃的反应；二次反应主要是指由一次反应生成的低级烯烃进一步反应生成多种产物，直至最后生成焦和碳的反应。各种烃类热裂解反应的规律是：直链烃热裂解易得到相对分子质量较小的低级烯烃，烯烃 收率 高；异构烃比同 碳 直链烃的烯烃收率低； 环烷烃 热裂解主要生成 芳香烃 ；芳烃不易裂解为烯烃，易发生 缩合反应 ；烯烃裂解易得低级烯烃和少量 二烯烃 。下图为汽油裂解流程示意图。
实验室制备
实验室内制备烯烃的方法很多，主要有 炔烃 的选择性还原、 消除反应 和直接构建 双键 等。
利用β-消除反应制备烯烃
利用β-消除反应制备烯烃，包括 卤代烃 脱 卤化氢 、邻二卤代烃脱 卤族元素 、醇脱水、β-卤代醇脱次卤酸、热消除反应等。
卤代烷 在 强碱 的醇溶液中加热，会脱去一分子卤化氢而生成烯烃。邻二卤代 在金属锌、镁、锌—铜及少量 碘化钾 存在下，在 乙醇 水溶液 中可脱去卤素生成烯烃，并且不易发生重排或异构化等副反应；90%～95%的乙醇能很好地溶解二卤代烷，但不易溶解烯烃。用此方法可以得到较高 收率 的烯烃。醇在酸性 催化剂 作用下受热，可发生分子内脱水生成烯烃，常用的酸性催化剂有 硫酸 、磷酸、KHSO 4 和 氧化铝 等。β-卤代醇在某些金属或金属盐的 催化 下可以消除次卤酸而生成烯烃，其中以β-碘代醇的效果最好；该反应的特点是 反式，反式－己二烯二酸 消除 。在无或有 溶剂 存在下，仅靠温度因素使得 有机化合物 产生的 消除反应 称为热消除反应。
利用Wittig反应制备烯烃
Wittig 反应是利用Wittig试剂将醛、酮的C=О 双键 转化为C=C双键的方法，还包括一些改进的 Wittig 反应，如Witting一Horner反应等。
例如：
Heck反应
Heck反应 是 卤代烃 或三 氟硫酸 醋等与烯烃之间的偶联反应，其中X=I、Br、COCI、OSO 2 CFR 3 ；Z=H、 烃基 、CN、COOR、OR、NHAc等。
利用还原反应制备烯烃
利用还原反应制备烯烃，包括 炔烃 的选择性还原； 芳香烃 的选择性还原； 烯胺 、 烯醇 醚 、烯醇 的还原等。
利用炔烃的重排反应制备累积二烯烃
累积二烯烃 可以通过炔 丙基 卤在Cu一Zn 催化剂 的存在下，于 乙醇 中发生重排反应来制备。例如：
烯烃复分解法
烯烃复分解反应 是在两个烯烃 底物 之间发生的烯基交换反应，反应过程中底物烯烃分子内 键能 最强的 双键 断裂，生成RCH=片段并和其他双键进行交换。 见下图所示。 烯烃复分解反应在制药、有机和聚合物合成领域被广泛应用于烯烃官能化。Chauvin、Grubbs和 Schrock在此领域的工作被授予2005年的 诺贝尔奖 。
来源
小分子 烯烃主要来自石油裂解气，也可通过现代煤化工，由煤炭经气化、液化等工艺转化为合成气并生产甲醇，进而制备烯烃，且是现代煤化工产业链的产品之一。 环烯 在植物 芳香油 中存在较多，许多可用作香料。 大分子甚至 有机高分子化合物 的烯烃，尤其是 共轭烯烃 则普遍存在于自然界中，如 番茄红素 、胡萝卜素、 天然橡胶 、不 饱和脂肪酸 等。
用途
化工领域
烯烃是现代化学工业中的重要基础原料，广泛应用于多种终端产品的生产，生产 聚烯烃 与 合成橡胶 、塑料等 高分子材料 。许多环烯烃可用作香料。
乙烯可用作水果和蔬菜的催熟剂，是一种已证实的 植物激素 。 乙烯 是 合成纤维 、合成橡胶、合成塑料( 聚乙烯 及 聚氯乙稀 )、合成 乙醇 (酒精)的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、 苯乙烯 、 环氧乙烷 、 食用醋酸 、 乙醛 、乙醇和炸药等。乙烯是世界上产量最大的 化学 产品之一，乙烯工业是石油化工产业的核心，乙烯产品占石化产品的75%以上，在 国民经济 中占有重要的地位。世界上已将乙烯产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的重要标志之一。 乙烯的主要用途见下图。
丙烯 是三大合成材料的基本原料，主要用于生产 聚丙烯 、 丙烯腈 、 2-丙醇 、 丙酮 、 丙烯酸 及其酯类、 环氧丙烷 、 环氧氯丙烷 和 丙三醇 等。 丙烯的主要用途见下图。
丁烯为重要的基础化工原料之一。 3-氯-1-丁烯 主要用于生产 丁二烯 ，其次用于生产甲乙酮、 仲丁醇 、环氧丁烷及丁烯聚合物和 共聚物 等。 2-甲基丙烯 主要用于制造 丁基橡胶 、 聚异丁烯 橡胶及各种塑料。 丁烯的主要用途见下图。
苯乙烯 主要用于生产 丁苯橡胶 、 PS塑料 、泡沫聚苯乙烯等；也用于与其他 单体 共聚制造多种不同用途的 硬塑料 ，如与丙烯 、丁二烯共聚制得ABS树脂，广泛用于各种 家用电器 及工业上；与 丙烯腈 共聚制得的 苯乙烯-丙烯腈共聚物 是耐冲击、色泽光亮的树脂；与丁二烯共聚所制得的SBS是一种 热塑性弹性体 ，广泛用作 聚氯乙稀 、 聚丙烯 的 改性剂 等；也用于生产 阴离子交换树脂 以及制药、 染料 、农药等。
丁二烯 是重要的基础化工原料，用于生产合成丁苯橡胶、顺丁橡胶、 丁腈橡胶 、 氯丁橡胶 的主要原料，也是生产丁二烯共聚树脂如ABS树脂、SBS树脂、BS树脂、MBS树脂和1,4- 1,4-丁二醇 ( 硬塑料 )、 己二腈 ( 聚己二酰己二胺 单体 )、环丁矾、 四氢呋喃 [sì qīng fū nán]等的原料。丁二烯在 精细化学品 生产中也有重要用途。
2-甲基-1，3-丁二烯 主要用于生产顺- 聚异戊二烯 橡胶。 环戊二烯 可生成茂金属化合物，用作 有机合成 中间体。
直链α-烯烃(LAO)用于生产多种精细化学品和功能化学品，如 洗洁精 、 乳化剂 、 塑化剂 、润滑油添加剂、 防锈剂 、皮革处理剂、织物整理剂等。C 6 ~C 10 的α-烯烃可用来制造增塑剂，C 12 ~C 14 及C 16 ～C 18 的α-烯烃用作生产洗涤剂的原料。C 8 ( 二异丁烯 )用于生产辛基酚，是生产 子午线轮胎 所必须的助剂。C 9 ～C 10 用于制造增塑剂邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)和 邻苯二甲酸二异癸酯 (DIDP)。大于C 18 的α-烯烃直接用于 润滑剂 和钻井液。C 12 ~C 16 用于生产洗涤剂，C 14 ~C 18 用于生产α-烯烃 磺酸钠 (AOS，sodiumalpha-olefin 磺酸盐 )。
医药领域
在 药物制剂 领域， 聚烯烃 可以作为药物包装材料，其与被包装药物没有或基本没有反应，对药物损害的危险很小。
安全事宜
健康危害
乙烯 、 丙烯 、1,3- 丁二烯 多属低毒类。 低碳不饱和烃（C 2 ~C 4 ）是单纯窒息性和弱麻醉性的气体。 随着 碳 数的增加，其麻醉作用相应增强， 二烯烃 略强于烯烃。 人吸入 不饱和烃 的混合气体，轻度中毒时出现头痛、头晕、 嗜睡 或兴奋以及其他症状；长期吸入低浓度不饱和烃，主要是引起神经和心血管系统的改变，内脏器官质性病变不明显。
环境危害
虽然低碳烯烃的毒性作用是低毒的，但是烯烃在大气中生成二次污染物，其毒性就强多了，例如汽车排气中的氮氧化物和烯烃低碳烃光化学反应生成过氧 酰基 硝酸酯，形成的 光化学烟雾 毒性就很强。
卫生预防措施
良好的通风设备可防止在正常工作场所形成有害浓度。
火灾预防
为了预防爆炸危害，空气中烯烃最高容许浓度不应超过爆炸下限的1/5。
为减少液体从贮存器或输送管道意外漏出的可能性，应安装贮存阀和自动关闭装置。 如液体外逸，波散、流动的外逸液体或 液化 气体应通过下列方法进行控制，即可能形成气体的面积应尽量缩小，并把液体从其他附近的贮存器或管道引至安全地带，并提供救火设备。
当含有烯烃的容器需进行切割或者焊接等作业时，应事先将所有管内残留物从管道内排出，然后用蒸汽彻底清洗。