乙烯(英語:Ethylene)是由两个碳原子和四个氢原子组成的化合物。两个碳原子之间用双键连接。
乙烯為合成纖維、合成橡膠、合成塑料(聚乙烯及聚氯乙烯)、合成乙醇(酒精)的基本化工原料,也用於制造氯乙烯、苯乙烯、環氧乙烷、醋酸、乙醛、乙醇和炸藥等,且可用作水果和蔬菜的催熟剂,是一種已證實的植物激素,也是石油化工發展水準之指標。
分子結構
乙烯有4個氫原子,碳原子之間以雙鍵連接,6個原子共面。H-C-C键角为121.3°;H-C-H键角为117.4°,接近120°,是理想的sp2混成軌域。這種分子也比較僵硬:旋轉C=C鍵是一個高吸热過程,需要打破π鍵而保留σ鍵。
雙鍵是一個高電子密度的區域,因而大部分反應發生在這個位置。
生產方法
乙烯是由石油化工裂解而成。在這個過程中,氣態或輕液態烴被加熱到750-950℃,誘使許多自由基反應,然後立即淬火凍結。這個过程中,大分子碳氫化合物轉化為較小分子的碳氫化合物,並生成不飽和烴。
化學反應
乙烯在石油化工等行業是一個極為重要的試劑,它的产量标志着一个国家的石油化工的能力。它可以進行多種類型的反應,從而製出各種化工產品。
其反應包括:
- 加成,可以与水、卤素单质、卤化氢、氰化氢等加成。
- 氧化,
- 烷基化,
- 聚合,生成聚乙烯。
- 羰基合成反应,
- 催熟水果和蔬菜。
- 與1,3-丁二烯發生雙烯加成反應,生成環己烯。
实验室制法
工业上所用的乙烯,主要是从石油化工所生产的气体产品中分离出来的。在实验室中,则通常是通过加热酒精和浓硫酸的混合物,使酒精分解而制得乙烯。在这个反应中,浓硫酸起催化剂和脱水剂的作用,其反应方程式如下:
CH3CH2OH | 浓H2SO4 | CH2=CH2↑ + H2O |
△ |
注意,此反应应当迅速加热混合物(一般加热到170摄氏度左右),否则将会产生副产物乙醚(乙醚生成温度一般于140摄氏度左右)。
毒性现象
乙烯在低浓度时,有刺激作用,高浓度时具有较强的麻醉作用,但无明显兴奋阶段,麻醉快,甦醒也快。对皮肤粘膜没有刺激作用。主要中毒途径是呼吸道吸入,其次为皮肤接触。
突然吸入80~90%高浓度乙烯,可立刻引起意志丧失;吸入75-90%乙烯与氧的混合气可引起麻醉;吸入61%乙烯4分钟,产生反应迟钝;吸入25-45%乙烯有痛觉消失和记忆力减退。
植物激素
乙烯在植物生理上扮演植物激素的角色[2][3][4]。作为植物的催熟剂,以氣體方式微量作用在植物,刺激或調節果實成熟、開花和植物葉片掉落。因以氣體形式擴散,甚至會影響其他种类的植物。
在植物體內乙烯合成主要是由甲硫胺酸做起始物,1-胺基環丙烷-1-羧酸(ACC)為關鍵中間產物。可以天然或人工合成。
參見
參考文獻
延伸閲讀
- Chang C, Stadler R. Ethylene hormone receptor action in Arabidopsis. BioEssays. July 2001, 23 (7): 619–27. PMID 11462215. doi:10.1002/bies.1087.
- Millenaar FF, van Zanten M, Cox MC, Pierik R, Voesenek LA, Peeters AJ. Differential petiole growth in Arabidopsis thaliana: photocontrol and hormonal regulation. New Phytol. 2009, 184 (1): 141–52. PMID 19558423. doi:10.1111/j.1469-8137.2009.02921.x.
- Schaller, George E. Ethylene and the regulation of plant development. BMC Biology. 2012, 10 (9): 920 February 2012 [2012-02-20]. doi:10.1186/1741-7007-10-9. (原始内容存档于2012-02-28).
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