烴炔

烴炔（アルキン、中国語：炔烴、ラテン語：Alkynum）は、分子内に碳間三重結合を1個だけ持ち、一般式が C_nH_2n−2 で表される鎖式不飽和碳化氫（たんかすいそ）の総称。分子内に碳-碳 三重結合（－C≡C－）を持つ鏈烴炔と環烴炔に分けられ、三重結合の数に応じて單炔（モノイル）、二炔（ヂイル）等と称する。

構造

烴炔（アルキン）の碳-碳 三重結合に関わる2つの碳原子の電子軌道は共にsp混成によって2つのp軌道と2つのsp混成軌道を有する。碳-碳 三重結合では先ずsp軌道同士が重なることによりσ結合を形成し、更に2つのp軌道同士が重なり合って2つのπ結合が作られ、碳-碳間に 3つの結合が形成されている。残りのsp軌道は他の原子（氫や碳など）とσ結合を作る（乙炔（アセチレン）HC≡CH では氫原子）。炔烴上の2つのsp軌道は互いに反対向きに位置しており、乙炔（エチン）では H−C−C 結合角は π рад（ラド）である。この三重結合は合計6個の電子e^－が関与しているため非常に強く、結合エネルギーは 837 кДж/моль（キロジュール毎モル） である（σ結合 369 кДж/моль、1つめのπ結合 268 кДж/моль、2つめのπ結合 202 кДж/моль）。烴炔の碳-碳間結合距離は 121 пм（ピコメートル） であり、これは烴烯（アルケン）の 134 пм、烴烷（アルカン）の 153 пм と比べ短い。

命名法

日本語によるИЮПАК命名法では、語幹に -炔(-ynum)を付加、即ち対応する烴烷の語尾 -烷(-anum)を -炔(-ynum)にすることによって命名する：烴烷（アルカン）(Alkanum) → 烴炔（アルキン）(Alkynum)。三重結合の位置は位置番号で表し、これを最小にするよう碳に番号を与える。三重結合を2つ以上含む場合は数辞を付け、烴二炔（アルカヂイン） Alkadiynum, 烴三炔（アルカトリイン） Alkatriynum, ... とする。例えば、$\mathrm{H}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ は丁-1-炔（ブチ-1-ィン） But-1-ynum、$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ は戊-2-炔（ペンチ-2-ィン） Pent-2-ynum、$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$は 壬-2,5-二炔（ノナ-2,5-ヂイン） Nona-2,5-diynumである。尚、番号は「-炔(-ynum)」の直前に挿入して良いが語幹に渡り母音は挿入しない一方、数辞の前では「a」を挿入する。又、乙炔（エチン）Aethynumは乙炔（アセチレン）とも発音される。

烴炔yl基

烴炔の氫原子を1個取り除いた形である1価の置換基は烴炔yl基（アルキニルき）と呼ばれる。三重結合上の氫を除いた場合は乙炔yl（エチニル）基 Aethynylum (HC≡C−) など、其他の鎖上の氫原子を除いた場合は丙-2-炔-1-yl（プロピ-2-ィニ-1-ィル）基 Prop-2-yn-1-ylum (HC≡CCH₂−) などのように呼ぶ（番号は「炔」より優先される）。乙炔yl苯（エチニルベンゼン） Aethynylphenum (HC≡CPh)、丙-2-炔-1-yl庚-1,6-二炔-4-醇（プロピ-2-ィニ-1-ィルヘプタ-1,6-ヂイノ-4-ォール）Prop-2-yn-1-ylhepta-1,6-diyn-4-ol ((HC≡CCH₂)₃COH) などのように用いる。

末端烴炔と内部烴炔

烴炔はsp混成軌道でσ結合を作ることにより、三重結合に関与する2つの碳原子上に1つずつ、計2つの置換基を持つことができる。このうち片方が氫原子と結合しているものを末端烴炔と呼び、2つの碳原子が共に氫原子以外の基を持つものを内部烴炔と呼ぶ。例えば丙炔（プロピン）Propynum HC≡CCH₃ や丙炔醛（プロピナール）Propynal HC≡CCHOは末端烴炔の例であり、2つの烴炔碳がそれぞれ甲基と乙基を持っている戊-2-炔（ペンチ-2-ィン）$\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$ や丙炔-1-醇（プロピノ-1-ォール）CH₃C≡COHは内部烴炔の例である。

酸性度

末端烴炔の氫原子は烴烷（アルカン）や烴烯（アルケン）に比べて乖離し易い。乙炔の pKa は25であり、氨（アンモニア） (35) と乙醇（エタノール） (16) の中間程度で、乙烯（エテン） (44)、乙烷（エタン） (50) より遙かに低い。s性（混成軌道におけるs軌道の割合）が高く原子核との距離がより小さいsp軌道では負電荷が安定化され易く烴炔化物（アルキニド）-C≡C⁻の生成焓（エンタルピー）が低くなる為である。

烴炔化物

末端烴炔に強碱（アルカリ）、例えば鈉（ナトリウム）、胺鈉（ナトリウムアミド）、丁-1-yl鋰（ブチ-1-イルリチウム）、Grignard（グリニャール）試薬などを作用させると、氫素（すいそ）を発生しながら烴炔化物（アルキニド）を生じる。

$\mathrm{R}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{H}+\mathrm{N}\mathrm{a}⟶\mathrm{R}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{a}+\frac{1}{2}\mathrm{H}{\phantom{A}}_2$

烴炔化物は強い求核剤として有機合成上有用であり、C−C 結合生成反応に使われる。乙炔化鈉（ナトリウムエチニド）などの烴炔化鈉（ナトリウムアルキニド）の他、烴炔化銀や烴炔化銅も知られる。乙炔化物（エチニド）は乙炔化物（アセチリド）とも発音される。

実験室的製法

烴炔化物（アルキニド）に水を作用させる。乙烯二化鈣（カルシウムエテンヂイド）（碳化鈣（たんかカルシウム））に水をかけ乙烯を発生させる。尚、乙烯は非常な高温（3 кК（キロケルビン）程度）で燃焼する。

$\mathrm{C}\mathrm{a}(\mathrm{C}\equiv \mathrm{C})+2\mathrm{H}{\phantom{A}}_2\mathrm{O}⟶\mathrm{H}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{H}+\mathrm{C}\mathrm{a}(\mathrm{O}\mathrm{H}){\phantom{A}}_2$

合成

隣接する2つの鹵（ハロゲン）を持つ烴烷誘導体の脱鹵化氫（ハロゲンかすいそ）化によって合成される。

$\mathrm{R}\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{X}-\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{X}\mathrm{R}⟶\mathrm{R}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{R}+2\mathrm{H}\mathrm{X}$

烴炔化物を鹵化烴yl（ハロゲン化アルキル）と反応させ、碳骨格を伸ばすことができる。

$\mathrm{R}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{N}\mathrm{a}+\mathrm{R}{\phantom{A}}^{\prime }\mathrm{X}⟶\mathrm{R}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{R}{\phantom{A}}^{\prime }$

Fritsch-Buttenberg-Wiechell 転位によって 1,1-二芳yl-2-溴乙烯から醇化物の如き碱存在下で芳yl（アリール）基が転位した烴炔である1,2-二芳yl乙炔を合成できる。芳yl（アリール）基の代わりに烴yl（アルキル）基でも良い。

$\mathrm{A}\mathrm{r}(\mathrm{A}\mathrm{r}{\phantom{A}}^{\prime })\mathrm{C}=\mathrm{C}\mathrm{H}\mathrm{B}\mathrm{r}⟶\mathrm{A}\mathrm{r}\mathrm{C}\equiv \mathrm{C}\mathrm{A}\mathrm{r}{\phantom{A}}^{\prime }$

主な烴炔

碳数	分子式	名称	ラテン語	分子量	融点 (℃)	沸点 (℃)	密度
2	C2H2	乙炔	Aethynum
3	C3H4	丙炔	Propynum
4	C4H6	丁-1-炔	But-1-ynum
4	C4H6	丁-2-炔	But-2-ynum
5	C5H8	戊-1-炔	Pent-1-ynum
5	C5H8	戊-2-炔	Pent-2-ynum
6	C6H10	己-1-炔	Hex-1-ynum
6	C6H10	己-2-炔	Hex-2-ynum
6	C6H10	己-3-炔	Hex-3-ynum
7	C7H12	庚-1-炔	Hept-1-ynum
7	C7H12	庚-2-炔	Hept-2-ynum
7	C7H12	庚-3-炔	Hept-3-ynum
8	C8H14	辛-1-炔	Oct-1-ynum
8	C8H14	辛-2-炔	Oct-2-ynum
8	C8H14	辛-3-炔	Oct-3-ynum
8	C8H14	辛-4-炔	Oct-4-ynum
9	C9H16	壬-1-炔	Non-1-ynum
9	C9H16	壬-2-炔	Non-2-ynum
9	C9H16	壬-3-炔	Non-3-ynum
9	C9H16	壬-4-炔	Non-4-ynum
10	C10H18	癸-1-炔	Dec-1-ynum
10	C10H18	癸-2-炔	Dec-2-ynum
10	C10H18	癸-3-炔	Dec-3-ynum

関連項目

• 烴烷（アルカン）
• 烴烯（アルケン）
• 苯炔（ベンザイン） - 構造式で C≡C 三重結合が描かれる芳香族中間体。
• 腈（ニトリル） - C≡N 三重結合を持つ化合物群。
• 多(乙烯-1,2-二yl)（ポリエテン-1,2-ヂイル）poly(aethen-1,2-diyl)um - 乙炔（エチン）が重合した高分子、聚乙炔（ポリアセチレン）。