4.1　烯　烃

烯烃中的碳碳双键是其官能团，反应多发生在碳碳双键上。由于链状烯烃比相应的烷烃少两个氢原子，所以其通式为C_nH_2n。

4.1.1　烯烃的结构、异构和顺反异构体的标记

（1）结构

烯烃中双键碳原子为sp²杂化态，三个sp²杂化轨道处于同一平面。以最简单的烯烃——乙烯（CH₂CH₂）为例，两个相邻的碳原子分别以一个sp²杂化轨道沿键轴方向重叠形成碳碳σ键，两个垂直于sp²杂化轨道所处平面且未参与杂化的p轨道彼此侧面重叠形成π键。所以，烯烃中的碳碳双键是由一个σ键和一个π键组成的。同时，两个碳原子又各自以其剩余的sp²杂化轨道与两个氢原子的s轨道重叠形成碳氢σ键。乙烯分子中5个σ键处于同一平面上，π电子云则垂直并对称地分布在σ键所在平面上方和下方。乙烯分子的键长、键角以及分子结构见图4-1、图4-2。

乙烯中碳碳双键的键能为610kJ·mol^－1，乙烷中碳碳单键的键能为345kJ·mol^－1，即π键的键能约为265kJ·mol^－1。由此可见，π键不如σ键牢固，强度较小。

π键的特征：①形成π键的两个p轨道为侧面重叠，其重叠程度较小，不如σ键牢固，容易断裂；②π电子云分布在σ键的上方和下方，离核较远，受核的约束力较小，流动性较大，易极化，易受缺电子试剂（亲电试剂）进攻而发生反应；③π键不是按键轴方向重叠，如果旋转会使其破裂，这需要较高的能量，所以双键连接的两个碳原子不能自由旋转。当双键碳原子连有不同的原子或基团时会产生顺反异构。

（2）同分异构现象

烯烃的异构现象比较复杂，其异构体的数目比相同碳原子的烷烃要多。构造异构中包括碳链异构、双键位置异构，另外还有因双键而引起的顺反异构。

① 构造异构　以戊烯为例，它有五个构造异构体：

（Ⅰ）、（Ⅱ）与（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）之间是由于碳链的骨架不同而引起的异构，称为碳链异构。而（Ⅰ）、（Ⅱ）之间或（Ⅲ）、（Ⅳ）、（Ⅴ）之间的碳链骨架相同，是由于双键在碳链位置不同而引起的异构，称为位置异构。

② 顺反异构　产生顺反异构的原因是烯烃分子中存在着限制碳原子自由旋转的双键，当双键碳原子上连接不同的原子或基团时，这些原子或基团在双键碳原子上的空间排列方式是固定的，即产生了和环烷烃一样的顺反异构现象。例如，2-丁烯有两种构型。

当两个相同的原子或基团（例如氢原子或甲基）在双键同侧时称为顺式，在双键异侧时称为反式。

并不是所有烯烃都能产生顺反异构，只有当每个双键碳原子所连接的两个原子或基团不同时，烯烃才有顺反异构体，即顺反异构体必须符合下列结构特点。

例如，1-丁烯、2-甲基-2-丁烯均无顺反异构体。

顺反异构体属于不同的化合物，不仅理化性质不同，往往还有不同的生理活性。一些有生理活性的物质也常常存在特定的构型，主要是由于双键碳原子上的原子或基团的空间距离不同，导致原子或基团之间的相互作用力大小不同，从而使其生理活性出现差异。例如，己烯雌酚是雌激素，供药用的是反式异构体，生理活性较强；而顺式异构体由于两个羟基间距离较小，生理活性弱。

（3）顺反异构体的两种标记方法

① 顺反构型标记法　只适用于两个双键碳原子上连有相同的原子或基团的分子。当两个相同原子或基团处于双键同侧时，称为顺式；分处于双键异侧时，称为反式。命名时需在烯烃名称前加上表示构型的“顺”或“反”加以区别。例如：

② Z/E构型标记法　当双键碳原子上连接四个不相同的原子或基团时，则无法用顺反命名法命名，需要用以“次序规则”为基础的Z/E构型命名法命名。

次序规则是确定有机化合物取代基优先次序的规则，利用此规则可以将所有基团按次序进行排列。当采用Z/E构型命名法时，首先根据次序规则，确定每个双键上基团的优先次序，若两个优先基团在双键轴线的同侧称为Z构型（Z型），若在异侧则称为E构型（E型）。

书写时将Z或E写在化合物名称的前面，并用半字线隔开。

Z/E构型命名法适用于所有顺反异构体，命名有顺反异构的烯烃时，Z/E构型命名法与顺反构型命名法可以同时并用，但两种命名法之间无必然的对应关系。例如：

【问题4.1】　下列化合物是否有构型异构？如有写出构型式并命名。

（1）1，3-己二烯　　　　（2）2-甲基-3-乙基-2-己烯

4.1.2　烯烃的物理性质

烯烃的物理性质与烷烃类似，沸点和相对密度随分子量的增加而升高。在常温常压下，含2～4个碳原子的烯烃为气体，含5～18个碳原子的烯烃为液体，含18个以上碳原子的烯烃为固体。烯烃极难溶于水而易溶于非极性有机溶剂，但烯烃可溶于浓硫酸。一些常见烯烃的物理常数见表4-1。

烯烃属于极性非常小的有机化合物，但烯烃由于分子中存在着易流动的π键，而且分子中不同杂化态碳原子的电负性也不一样，因而偶极矩比烷烃稍大。根据杂化理论，在碳原子的spⁿ杂化轨道中，n越小，s的性质则越强，轨道的电负性越大。这是由于s电子比p电子更靠近原子核，与原子核结合得更紧，所以碳原子的电负性随杂化轨道s成分的增大而增大。如丙烯分子中的sp²杂化碳原子的电负性比sp³杂化碳原子大，甲基与双键碳相连，键中的电子偏向sp²杂化碳原子，形成偶极，其偶极矩（μ）为0.35D。

偶极矩的差异对顺反异构的沸点也有影响。烯烃顺反异构体的偶极矩不同，对称的反式烯烃分子偶极矩为零，这是由于在反式异构体中键矩相反，相互抵消，矢量和等于零。顺式异构体因键矩不能抵消，偶极矩不为零，总是偶极分子。如顺-2-丁烯的沸点就比反-2-丁烯高。反式异构体对称性好，在晶格中排列紧密，熔点较顺式高。顺反异构体在偶极矩、沸点和熔点方面的差别可用于两者的区别。

4.1.3　烯烃的化学性质

碳碳双键是烯烃的反应中心，双键中的π键活泼易断裂，能与亲电试剂或带有一个单电子的试剂（如自由基）等发生加成反应，烯烃还易于发生氧化反应和聚合反应。烯烃分子中的α-氢原子也可发生自由基型的取代反应。

（1）加成反应

在烯烃的碳碳双键中，π键的强度比σ键小，π键在进行化学反应时容易断裂，在π键断开处形成两个强的σ键，生成一个分子，此反应称为加成反应。

烯烃分子中的π电子云比较暴露，容易被缺电子试剂进攻引起加成反应。这些缺电子试剂为亲电试剂。在有机化学中，习惯把烯烃这一类化合物看作基质，把亲电试剂等许多试剂看作进攻试剂。通常规定，区分一个反应是亲电反应还是亲核反应，是由进攻试剂决定，所以由亲电试剂对烯烃的加成反应称为烯烃的亲电加成反应。

① 亲电加成反应　烯烃可与卤化氢、硫酸、水、卤素、次卤酸等发生反应。

a.与卤化氢加成　烯烃与卤化氢反应生成相应的一卤代烷：

该反应通常是将干燥的卤化氢气体直接通入烯烃中进行反应，有时也使用乙酸等中等极性的溶剂，一般不用卤化氢水溶液，其主要原因是避免水与烯烃发生加成反应。

烯烃与卤化氢反应分两步进行，首先卤化氢中的氢进攻双键的π电子云，经过渡态后形成碳正离子中间体；之后，卤素负离子进攻碳正离子，经又一过渡态后生成卤代烷。

第一步生成碳正离子所需的活化能比第二步高，反应较慢，对整个反应速率起决定作用。

反应机理表明，卤化氢与烯烃加成反应活性会随其酸性的增强而增强，即：HI＞HBr＞HCl＞HF。氟化氢毒性大，与烯烃反应时会发生聚合，应用较少；碘化氢与烯烃加成时，因碘化氢具还原性，能将生成的碘代烷还原成烷烃，应用也较少。所以在有机合成中使用最多的是HBr和HCl。

当卤化氢与结构对称的烯烃（如乙烯）发生加成反应时，只能生成一种加成产物：

但卤化氢与不对称烯烃（如丙烯）发生反应时，则可能生成两种产物，异丙基卤或正丙基卤：

在考查了许多同类加成反应后，俄国化学家马尔科夫尼可夫在1869年提出，卤化氢与不对称烯烃的加成时具有择向性，卤化氢中的氢总是优先加到含氢较多的双键碳原子上。该规律称为马尔科夫尼可夫规则，简称马氏定则。应用马氏定则可以预测反应的主要产物。例如：

马氏定则可从反应机理进行解释，如以1-丙烯与卤化氢的加成反应为例：

H^＋有两种加成的取向，若加到C₁上则形成碳正离子（Ⅰ），若加到C₂上则形成碳正离子（Ⅱ）。（Ⅰ）式为2°碳正离子，（Ⅱ）式为1°碳正离子。如前所述，该反应中生成碳正离子的这一步对反应起决定作用。在一般有机化学反应中，能够生成较稳定中间体（或过渡态）的反应其反应速率就快，所以在亲电试剂与碳碳双键的亲电加成反应中，优先生成较稳定的碳正离子，因为生成较稳定的中间体（或过渡态）所需的反应活化能低，更容易形成。碳正离子的稳定性次序为：

故加成取向以（Ⅰ）为主，得到的主要产物为CH₃CHXCH₃，与按马氏定则规定的形成产物一致。

碳正离子的稳定性次序可从诱导效应和超共轭效应加以解释：

根据静电学原理，带电体系的电荷越分散，体系就越稳定。碳正离子上所接的烷基越多，其正电荷就越分散，碳正离子就越稳定，烷基通过斥电子效应（＋I）和σ-p效应（见4.3.2），使碳正离子稳定。烷基的给电子效应顺序为：

σ-p超共轭效应可通过电荷分散稳定碳正离子。在叔丁基碳正离子中有9个α-C—H σ键可以和中心碳正离子的p轨道发生σ-p超共轭效应，异丙基碳正离子和乙基碳正离子分别有6个和3个α-C—H σ键发生σ-p超共轭效应，而甲基碳正离子则不存在超共轭效应，所以其稳定性顺序为：

通过上述分析，已明确了加成反应的区域选择性取决于碳正离子的稳定性。据此可解释当3，3，3-三氟乙烯与氯化氢发生加成反应时的加成取向。

比较碳正离子（Ⅰ）和（Ⅱ）的结构可看出：（Ⅰ）中带正电荷的碳原子直接与强吸电子基团三氟甲基（F₃C—）相连，三氟甲基的吸电子效应使正电荷更加集中，从而使这一碳正离子更不稳定；（Ⅱ）中带正电荷的碳原子距三氟甲基较远，受吸电子效应的影响相对较小，因而稳定性大于（Ⅰ），生成速率快，导致质子主要加在碳碳双键上含氢较少的碳原子上。这一反应从直观上看是反马氏定则的加成，但事实上该反应也是按能生成更稳定的碳正离子的途径进行的。所以马氏定则应描述为“当不对称试剂与不对称烯烃发生亲电加成时，试剂中正电性部分主要加到能形成较稳定碳正离子的那个碳原子上”更为合适。

烯烃与卤化氢的加成经碳正离子，往往会有重排产物。如HCl与3-甲基-1-丁烯的加成，不仅可得到预期产物2-甲基-3-氯丁烷，还能得到重排产物2-甲基-2-氯丁烷。

在重排时，氢带着一对电子转移到相邻带正电荷的碳原子上，形成较稳定的叔碳正离子，它再与氯负离子结合产生重排产物。

重排是碳正离子的特征之一。不仅氢原子能发生迁移，有时烷基也能发生类似的迁移，由一种碳正离子重排成更稳定的碳正离子，从而得到骨架发生改变的产物，如3，3-二甲基丁烯与氯化氢的加成，会发生甲基带着电子对的迁移。

b.与硫酸和水加成　烯烃可与浓硫酸发生加成反应，0℃时质子和硫酸氢根分别加成到双键的两个碳原子上，形成硫酸氢酯，硫酸氢酯可被水解生成醇：

加成的机理与烯烃与卤化氢加成的机理类似，也是通过碳正离子中间体进一步形成加成产物。不对称烯烃与硫酸加成取向亦符合马氏定则。

烯烃通过硫酸氢酯制备醇的方法称为间接水合法。工业上生产低级醇类就是将烯烃直接通入不同浓度的硫酸中，然后加水稀释，加热即可水解为相应的醇。

烯烃亦可在酸催化下与水生成醇，该方法为烯烃的直接水合法。如乙烯在磷酸催化下，在300℃和7MPa压力下与水反应生成乙醇。

c.与卤素加成　烯烃可与卤素进行加成反应生成邻二卤代烷。

实验表明，卤素种类不同，在同样条件下的反应活性也不同，其反应活性次序依次为：F₂>Cl₂>Br₂>I₂。氟与烯烃反应十分剧烈，同时伴有其他副反应；碘一般不易与烯烃发生加成反应；烯烃与氯或溴的加成，无论在实验室或工业上都有应用价值，可用于制备邻二氯代烷和邻二溴代烷。将烯烃加入溴的四氯化碳溶液，溴的红色迅速褪去，此反应可作为烯烃的鉴别方法。

卤素与烯烃的亲电加成反应分两步完成，现以乙烯与溴的加成反应为例说明。

第一步，非极性的溴分子向乙烯的π电子云靠近，由于受π电子云的影响而发生极化（其中靠近双键的溴原子带部分正电荷；另一端带部分负电荷），极化使溴溴键发生异裂，一个溴原子带负电荷离去，同时形成一个环状中间体——溴离子：

由于溴的原子半径较大，形成三元环时张力较小，加之电负性较小，较易给出电子而成环。在溴离子中又因每个原子都具八隅体结构而处于较低的能量状态，所以反应通过溴离子来完成是能量上有利的途径。

第二步，溴负离子从三元环的背面进攻溴离子中的一个碳原子，得到加成产物。

实验证明，当溴与乙烯的加成反应分别在水、氯化钠水溶液或甲醇中进行时，会发生混杂加成：

上述反应表明，溴与烯烃的加成反应不是两个溴原子同时加到双键碳原子上的。如果是两个溴同时加成，则不会发生混杂加成。从产生的混合产物分析，是Br^＋先加到乙烯分子中，之后Br^－再加到双键的另一端。所以当溶液存在其他负离子时会发生混杂加成。

d.与次卤酸加成　烯烃与氯或溴的水溶液作用，生成邻氯（溴）代醇，相当于在双键上加了一分子的次卤酸。

该反应机理分两步进行，第一步先生成卤离子中间体，第二步H₂O分子从三元环的背面进攻，最后得到反式加成产物。

不对称烯烃与次卤酸的加成，是卤原子加到含氢较多的双键碳原子上。如：

该反应可能的副产物是邻二卤化物（生成卤离子，同时产生的卤负离子进攻卤离子而形成），为了减少二卤化物生成，可控制卤素在水溶液中的浓度或加入银盐除去卤负离子。

② 自由基加成反应　当有过氧化物存在时，烯烃与溴化氢的加成方向则表现为反马氏定则的特性。例如：

这一反应是按自由基加成反应历程进行的。过氧化物在反应中能诱发自由基的生成，使HBr均裂产生溴自由基，并与烯烃作用发生自由基加成。

由于在烷烃中已学习了自由基的稳定性次序是：3°自由基>2°自由基>1°自由基>·CH₃。所以，自由基（Ⅰ）（2°自由基）比（Ⅱ）（1°自由基）稳定性大，故反应按反马氏定则方向进行。

这一反马氏定则的现象是卡拉施于1933年发现的，称为卡拉施效应，也称为过氧化物效应，但在氯化氢或碘化氢与烯烃的加成中则无此效应。

③ 硼氢化反应　烯烃与硼烷在醚溶液中反应，硼烷中的硼原子和氢原子分别加到碳碳双键的两个碳原子上生成烷基硼烷，此反应称为硼氢化反应。

硼氢化反应中乙硼烷的无水四氢呋喃（THF）溶液是常用的试剂。因为甲硼烷（BH₃）分子中的硼原子的价电子层只有六个电子，很不稳定，甲硼烷不能单独存在。两个甲硼烷很容易结合成乙硼烷（B₂H₆），乙硼烷是能独立存在的最简单的硼烷。乙硼烷通常在醚中先离解成甲硼烷-醚的络合物后再发生加成反应。

硼氢化反应发生时，亲电试剂BH₃中缺电子的硼原子加到含氢较多的双键碳原子上，而氢则加到含氢较少的双键碳原子上，生成一烷基硼烷，一烷基硼烷中仍含有B—H键，可继续与烯烃发生加成，直至生成三烷基硼烷。

反应虽然分为三步，由于反应非常迅速，通常分离不出一烷基硼烷和二烷基硼烷。如果双键碳原子上取代基的数目较多，位阻增大，调节试剂的用量比也可使反应停止在生成一烷基硼烷或二烷基硼烷阶段。

分析上述反应可知，不对称烯烃与硼烷反应得到的是反马氏加成产物。这是因为硼的电负性（2.0）比氢（2.1）略小，且具有空p轨道，表现出亲电性，加之硼烷体积较大，因此加成时硼加到电子云密度较大且空间位阻较小的含氢较多的双键碳上。

该反应过程中不生成碳正离子中间体，而是通过形成四中心的过渡态的历程进行的：

这样的过渡态决定了硼烷与烯烃的加成不会发生重排，而且是顺式加成反应。

生成的三烷基硼烷通常不分离出来，而是直接用过氧化氢的碱性溶液处理，使之氧化、水解生成醇：

这一反应与硼氢化反应合起来称为烯烃的硼氢化-氧化反应，它提供了一种制备醇的方法，而这些醇是不能用酸催化水合方法制备的：

④ 催化加氢　烯烃与氢在催化剂存在下可发生加成反应生成相应的饱和烃，该反应称为催化加氢或催化氢化。在有机化学中常将加氢反应称为还原反应。

尽管催化加氢反应是放热反应，但如没有催化剂的参与，反应在200℃时仍不能进行，因为这一反应的活化能相当大，而催化剂可降低活化能，使反应易于进行。常用的催化剂是分散程度较高的铂（Pt）、钯（Pd）、镍（Ni）等金属细粉。一般工业上多使用活性较高的多孔海绵状结构的催化剂兰尼镍。上述催化剂不溶于有机溶剂，称为非均相催化剂或异相催化剂。近年来又发展了可溶于有机溶剂的催化剂，称为均相催化剂，使用这类催化剂在多数情况下可避免烯烃的重排和分解。常用的如氯化铑与三苯基膦的配合物[RhCl（PPh₃）]，称威尔森催化剂。

1mol烯烃氢化时所放出的热量称为氢化热。氢化热常常可以提供有关不饱和化合物的相对稳定性的信息。两个不同的烯烃氢化时消耗同样量的氢气，生成同一产物，但氢化热不同，则说明它们的内能不同。氢化热小的分子内能较小，较稳定。如顺-2-丁烯和反-2-丁烯催化加氢都生成丁烷，但两者氢化热不同，顺-2-丁烯的氢化热为119.7kJ·mol^－1，反-2-丁烯的氢化热为115.5kJ·mol^－1，比较两者氢化热可推断反-2-丁烯比顺-2-丁烯稳定。这是由于顺-2-丁烯的两个甲基位于双键的同侧，拥挤程度较大，分子内能较高。常见烯烃的氢化热数据见表4-2。

从表4-2的数据可以看出，烯烃的稳定性除了受双键构型的影响外，还与双键在分子中所处的位置有关。连接在烯烃双键碳上的烷基越多，烯烃就越稳定。

烯烃氢化可定量得到烷烃，根据反应中消耗的氢气量可以推测分子所含碳碳双键的数目，可为推断结构提供依据。催化氢化在工业上也有着十分重要的用途，工业上将植物油催化氢化，使分子熔点升高，成为固态脂肪；石油加工制得的粗汽油中，含有少量烯烃，因易氧化聚合影响汽油的质量，若进行加氢处理则可提高汽油的质量。

（2）氧化反应

烯烃中的碳碳双键易被氧化，发生双键断裂，氧化产物的结构随氧化剂及氧化条件的不同而不同。

① 高锰酸钾氧化　烯烃可与冷稀、中性或碱性高锰酸钾溶液反应生成邻二醇。

上述反应称为拜尔试验。由于生成的邻二醇易被进一步氧化生成羟基酮或使碳碳键断裂，所以该反应用于合成邻二醇意义不大。但在反应过程中，高锰酸钾溶液的紫色会逐渐褪去，生成褐色的二氧化锰沉淀，故可据此现象来鉴别化合物中是否有碳碳双键或其他碳碳不饱和键的存在。

如果用酸性高锰酸钾、重铬酸钾溶液等强氧化剂氧化烯烃，分子中的碳碳双键会完全断裂，根据烯烃结构的不同生成相应的羧酸、酮和二氧化碳。

根据氧化产物的不同可推测烯烃的结构。

② 臭氧氧化　在低温下，将臭氧通入烯烃或烯烃的溶液中，臭氧可与碳碳双键加成生成臭氧化合物。臭氧化合物不稳定，在还原剂（如锌粉）存在下水解得到醛或酮。

通过臭氧氧化的产物也可推测原来烯烃的结构，例如：

（3）α-H的卤代反应

与碳碳双键相连的碳原子称为α-碳原子。与其相连的氢称为α-氢或烯丙位氢。由于受双键的影响，其活性高于其他位置上的氢原子，在一定条件下，易发生卤代反应。丙烯与氯在常温下主要发生亲电加成反应，但在高温或过氧化物存在下，丙烯可氯代得到3-氯丙烯。

该反应与烷烃在光照下的卤代反应相似，属于自由基取代反应。

烯烃的α-H卤化必须控制在高温及低浓度卤素的条件下。如在实验室需在较低温度下进行α-H卤代反应，可采用N-溴代丁二酰亚胺（，NBS）作为溴化剂。

（4）聚合反应

聚合反应是烯烃的一种重要反应。在引发剂的作用下，烯烃分子中的π键打开，通过自身相互加成方式生成分子量较大的化合物。参加反应的烯烃称为单体，形成的产物称为聚合物。

20世纪50年代，德国化学家齐格勒和意大利化学家纳塔发明了由三氯化钛或四氯化钛和三乙基铝组成的齐格勒-纳塔（Ziegler-Natta）催化剂，并因此获得1963年诺贝尔化学奖。该催化剂可在常压下催化乙烯聚合，所得聚乙烯具有立体规整性好、密度高、结晶度高等特点。

聚乙烯可加工成各种聚乙烯塑料制品，它在工业、农业、国防上都有着广泛的应用。

4.1.4　烯烃的制备

在工业上，低级烯烃主要靠石油裂解制取。实验室制备烯烃主要有以下几种方法。

（1）醇的分子内脱水

醇在催化剂存在下加热，会发生分子内的脱水反应生成烯烃。常用的催化剂有浓H₂SO₄、Al₂O₃和P₂O₅等。

（2）卤代烷脱卤化氢

卤代烷与强碱（如氢氧化钾、乙醇钠）的醇溶液共热时，可脱去一分子卤化氢生成相应的烯烃。

（3）邻二卤代烷脱卤素

邻二卤代烷与锌粉一起在醇溶液中共热，可脱去一分子卤素生成烯烃。

该反应较少用于烯烃的制备，因为邻二卤代烷一般都是通过烯烃与卤素的加成制备而得，但在有机分子中引入双键时常采用此法。

4.1.5　代表性化合物

（1）乙烯

乙烯稍带甜味，易燃，几乎不溶于水，易溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。乙烯有较强的麻醉作用，麻醉迅速，但苏醒也快。因此长期接触乙烯有头晕、乏力和注意力不集中等症状。乙烯可用作水果和蔬菜的催熟剂。乙烯用量最大的是生产聚乙烯，聚乙烯是日常生活中最常用的高分子材料之一。

（2）β-胡萝卜素

胡萝卜素最初是从胡萝卜中发现的，有α、β、γ三种异构体，其中β-胡萝卜素的活性最强且最重要。

β-胡萝卜素是深橘红色并带有金属光泽的晶体，熔点为183～184℃，不溶于水，易溶于有机溶剂。β-胡萝卜素进入人体后，可被小肠黏膜或肝脏中的加氧酶转变为维生素A（又名视黄醇），所以又被称为维生素A原。由于摄入过量维生素A会造成中毒，因此不易直接食用大量的维生素A，人体所需维生素A通常可以通过储备的足量的β-胡萝卜素转化得来，所以β-胡萝卜素是维生素A的一个安全来源。

β-胡萝卜素广泛存在于植物的花、叶、果实及蛋黄、奶油中，其中绿色蔬菜、甘薯、胡萝卜、木瓜等含有丰富的β-胡萝卜素，而胡萝卜中β-胡萝卜素的含量是最高的。随着对天然β-胡萝卜素需求的增加，人们开始从海藻中提取β-胡萝卜素。

β-胡萝卜素被认为是最有希望的抗氧化剂，可以防止和消除体内代谢过程中产生的自由基。β-胡萝卜素还具有防癌、抗癌、防治白内障及抗射线对人体损伤等功效。β-胡萝卜素是人体必需的维生素之一，正常人每天需摄入6mg。

（3）角鲨烯

角鲨烯最初是从鲨鱼的肝脏中发现的，其化学名为2，6，10，15，19，23-六甲基-2，6，10，14，18，22-二十四碳六烯，又称鱼肝油萜。深海鲨鱼肝中角鲨烯含量高，其他动物油脂中也含有较低角鲨烯，如牛脂、猪油。

角鲨烯广泛分布在人体内膜、皮肤、皮下脂肪、肝脏、指甲、脑等器官内，在人体脂肪细胞中浓度很高，皮脂中含量也较多，每人每天可分泌角鲨烯约125～425mg，头皮脂分泌量最高。角鲨烯在植物中分布也很广，但含量不高，多低于植物油中不皂化物的5%。

角鲨烯能促进肝细胞再生并保护肝细胞，从而改善肝脏功能；具有抗疲劳和增强机体的抗病能力，提高人体免疫功能的功效；能保护肾上腺皮质功能，提高机体的应激能力；具有抗肿瘤的作用，尤其在癌切除外科手术后或采用放化疗时使用，效果显著，能防止癌症向肺部转移。角鲨烯是一种无毒性的具有防病治病作用的海洋生物活性物质。