1,3-丁二烯（英文名：1,3-Butadiene），又被称为联乙烯、乙烯基乙烯，化学式为C4H6，分子量54.09，是一种具有微弱芳香气味的无色气体，易液化，熔点-108.9℃，沸点-4℃，凝固点-108℃，相对密度（水=1）0.62，相对蒸汽密度（空气=1）1.84，不溶于水，可溶于醇、醚、丙酮、苯等。1,3-丁二烯易燃，闪点-76℃，由于其分子结构的特殊性，在性质上表现出与一般烯烃不同的特性，可发生加成、双烯合成和聚合等化学反应。

工业上丁二烯的生产主要经历了不同时代的3 种方法。二战时主要采用乙醇法，1944 年以后改用石油气中的丁烷-丁烯馏分脱氢制取，1960 年以后随着石油工业的发展，主要由乙烯副产抽提工艺提纯得到。脱氢法主要包括丁烷催化脱氢法、丁烯催化脱氢法以及丁烯氧化脱氢法。乙烯副产抽提法主要有乙腈(ACN) 法、二甲基甲酰胺( DMF) 法、N-甲基吡咯烷酮( NMP) 法。

根据近代物理方法测定，1,3-丁二烯分子中C=C双键的键长是0.136nm，C-C单键的键长为0.148nm。它的双键比乙烯的C=C 双键(0.134nm)长，而它的单键却比乙烷的C-C单键(0.154nm)短。这说明1,3-丁二烯的单键和双键较特殊，键长趋于平均化。

轨道杂化理论认为，1,3-丁二烯的碳原子都是以sp2杂化轨道相互重叠或与氢原子的1s轨道重叠形成3个C—Cσ键和6个C—H σ键，这些σ键都在同一平面上，键角接近120°。此外，每个碳原子剩下1个未参加杂化的p轨道，其轴都与这个平面垂直。在σ键形成的同时，4个p轨道从侧面相互重叠，形成了包括4个碳原子的共轭体系。共轭效应使1,3-丁二烯分子中的碳碳双键键长增加、碳碳单键键长缩短，单双键趋向于平均化。电子离域的结果，使化合物的能量降低，稳定性增加。

1,3-丁二烯为具有微弱芳香气味的无色气体，易液化，熔点-108.9℃，沸点-4℃，凝固点-108℃，相对密度（水=1）0.62，相对蒸汽密度（空气=1）1.84，不溶于水，可溶于醇、醚、丙酮、苯等。

1,3-丁二烯易燃，闪点-76℃，1,3-丁二烯属于不饱和烃，在性质上与一般的烯烃有相似之处，但由于其分子结构的特殊性，在性质上也表现出一定的特性。

1,2-加成和1,4-加成

共轭二烯烃可以与卤素、卤化氢等进行1,2-加成和1,4-加成。例如，1,2-加成与1,4-加成总是伴随进行，同时得到两种产物。实验证明，1,2-加成产物和1,4-加成产物的比例取决于反应条件，如反应温度、溶剂性质等。

双烯合成——狄尔斯-阿德尔(Diels-Alder)反应

狄尔斯阿德尔反应指共轭二烯烃与含有双键或叁键的不饱和化合物发生的1,4-加成反应，反应生成环状产物。一般称共轭二烯烃为双烯体，与双烯体进行合成反应的不饱和化合物称为亲双烯体。双烯合成是制备六元环状化合物的重要途径。

聚合反应

共轭二烯烃可以发生聚合反应，并且容易以1，4加成方式聚合。

稳定性

物质的稳定性取决于分子内能的高低，分子的内能愈低，其愈稳定。分子内能的高低，通常可通过测定其氢化热来进行比较。共轭二烯烃具有较高的稳定性，是其分子结构的特殊性所致。由于共轭体系的存在能使分子的稳定性增高，因此，在一些合成反应中，往往以共轭二烯烃为主要产物。

将含有1,3-丁二烯的石油裂解气的C4馏分，在-5 ~- 10℃的温度及一定的压力下，通入到醋酸铜氨溶液中，1,3-丁二烯与醋酸铜形成溶于醋酸铜氨溶液的络合物C4H6·2(CH3COO)2Cu，将溶液加热到55~60℃时，络合物又分解为1,3-丁二烯和醋酸铜，收率在98%以上。从石油裂解气的C4馏分提取1,3-丁二烯常用的溶剂有N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、乙腈、二甲基亚砜、糠醛和醋酸铜氨溶液等。

将丁烷和1-丁烯、2-丁烯进行催化脱氢，可以转化成1,3-丁二烯。例如，在磷酸镍钙-氧化铬的催化下，在600~700℃温度下，丁烯可以脱氢转化为丁二烯。

以丁烷为原料催化脱氢，同样可以制得1,3-丁二烯。从丁烷脱氢有两种方法，即一步法和二步法：一步法就是以氧化铬等为催化剂，氧化铝为载体，一步反应就得到丁二烯的方法。二步法是烷烃先在催化剂作用下，得到丁烯，再在另一催化剂作用下脱氢而得到的。

乙醇法是以乙醇为原料，在合适的催化剂作用下，发生脱氢脱水反应，制得丁二烯的过程。乙醇法制丁二烯主要分为一步法和两步法。

一步法以乙醇为原料，在1个反应器中，催化剂作用下，于一定温度下乙醇一步反应制得丁二烯。该过程反应表达式如下:

2C2H5OH→CH2CHCHCH2+H2↑ +2H2O

两步法是在一步法的基础上发明的，首先在1个反应器中，乙醇在碱性催化剂（如铜基催化剂）催化作用下脱氢生成乙醛；在另1个反应器中，乙醛再与乙醇发生反应生成丁二烯。

CH3CH2OH→CH3CHO +H2↑

CH3CH2OH +CH3CHO→CH2CHCHCH2+2H2O

乙醇法的一步法和两步法过程相比，各有优缺点，2种方法皆应用于工业化生产，并且各自发挥了重要的作用。一步法虽然存在产品纯度较低，产物分离较为困难的问题，但仅一步反应，设备投资较少，操作简单；两步法过程反应温度较低，耗能稍低，产品纯度较高，但是两步反应，过程较为复杂，设备投资较高。

1,3-丁二烯是生产合成橡胶（丁苯橡胶、顺丁橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶）的主要原料。苯乙烯与1,3-丁二烯共聚，可生产各种用途广泛的树脂，如ABS树脂、SBS树脂、BS树脂、MBS树脂等。1，3-丁二烯还用于生产乙叉降冰片烯（乙丙橡胶第三单体）、1，4-丁二醇（工程塑料）、己二腈（尼龙66单体）、环丁砜、蒽醌、四氢呋喃，等等。

1,3-丁二烯在精细化工方面也有广泛的应用。例如，与缺电子的亲双烯体发生狄尔斯-阿尔德反应，制备蒽醌，蒽醌的衍生物是重要的染料中间体、杀菌剂和杀虫剂；与顺丁烯二酸酐（简称顺酐）反应，制得四氢苯酐，可作聚酯树脂、环氧树脂的固化剂和增塑剂，四氢苯酐再经硝酸氧化，可得丁烷四羧酸，是制造水溶性漆的原料，四氢苯酐加氢制得六氢苯二甲酸酐，可用作为环氧树脂的固化剂；与二氧化硫作用，生成环丁烯砜，然后配制成水溶液在骨架镍催化剂存在下加氢，制得环丁砜，环丁砜是芳烃萃取用的选择性溶剂。

在大气中 1,3-丁二烯可以与臭氧或二氧化氮在光催化氧化作用下，生成甲醛及丙烯醛，并刺激人的眼睛，高浓度下可以使人窒息而死。在大气中以气态形式存在，可以被光化学所诱发的羟基游离基、臭氧或硝基游离基所降解。在土壤中具有中等程度的迁移性，并具有较大的挥发性，而逸发至大气中。该物质对环境有危害，对鱼类应给予特别注意。还需特别注意地表水、土壤、大气和饮用水的污染。该物质如果液体释放出来，很快蒸发成气体。

动物毒性

低毒，进入的途径为吸入。大鼠经口的LD50为5.48g/kg，吸入4小时的LC50为285g/m3；吸入81天30mg/m2，造血功能亢进，心肌和肾出现轻度退行性变。

人体毒性

人吸入1%浓度可引起头晕头痛、恶心口干、嗜睡等，并伴有上呼吸道刺激症状。在30%~35%浓度下，除上述症状外，还出现耳鸣、胸闷、全身无力、口有甜味、皮肤苍白、呼吸困难和表浅脉速，后转入意识丧失和抽搐。脱离接触后迅速恢复，但头痛和嗜睡有时可持续一段时间。长期慢性接触，可引起失眠、记忆力减退、注意力不集中、头痛头晕、全身乏力、易激惹或表情淡漠、鼻及咽喉不适、恶心嗳气、胃烧灼感、心悸和嗅觉减退等症状。常伴有角膜反射迟钝、腱反射亢进及眼睑、舌和手震颤。偶可引起接触性皮炎，液体接触可造成皮肤冻伤。1.3-丁二烯作业工人中淋巴细胞及其他造血细胞的肿瘤发生率增高已确定为人类致癌物。

毒作用机制

主要经呼吸道进入体内，在体内以脂肪组织和神经组织含量较高。在体内首先生成1.2-环氧丁烯和二环丁烷两个中间产物，再进一步转化。由于中间产物的毒性和刺激性均明显高于丁二烯，而且二环氧丁烷还具有拟放射作用，因此环氧化中间产物可能是引起慢性毒作用的主要物质。

吸入：迅速撤离现场至空气新鲜处，保持呼吸道通畅。保持安静，休息。如呼吸困难，应给予输氧。如呼吸、心跳停止，应立即进行心肺复苏术并及时就医。密切接触者即使无症状，亦应观察24~48h。

皮肤接触：立即脱去被污染的衣物，用大量流动清水彻底冲洗至少15min并及时就医。

眼睛接触：立即分开眼睑，用流动清水或生理盐水彻底冲洗5~10min并及时就医。

食入：饮足量温水，催吐并及时就医。

危险特性：易燃，与空气混合能形成爆炸性混合物。接触热、火星、火焰或氧化剂易燃烧爆炸。若遇高热，可发生聚合反应，放出大量热量而引起容器破裂和爆炸事故。气体比空气重，能在较低处扩散到相当远的地方，遇火源会着火回燃。

有害燃烧产物：一氧化碳、二氧化碳。

灭火方法：切断气源。若不能切断气源，则不允许熄灭泄漏处的火焰。喷水冷却容器，可能的话将容器从火场移至空旷处。

灭火剂：雾状水、泡沫、二氧化碳、干粉。

迅速撤离泄漏污染区人员至上风处，并进行隔离，严格限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器，穿防静电工作服。尽可能切断泄漏源。用工业覆盖层或吸附/吸收剂盖住泄漏点附近的下水道等地方，防止气体进入。合理通风，加速扩散。喷雾状水稀释、溶解。构筑围堤或挖坑收容产生的大量废水。如有可能，将漏出气用排风机送至空旷地方或装设适当喷头烧掉。漏气容器要妥善处理，修复、检验后再用。

操作注意事项：密闭操作，全面通风。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防毒面具（半面罩），戴化学安全防护眼镜，穿防静电工作服。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。防止气体泄漏到工作场所空气中。避免与氧化剂、卤素接触。在传送过程中，钢瓶和容器必须接地和跨接，防止产生静电。搬运时轻装轻卸，防止钢瓶及附件破损。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。

储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。库温不宜超过30℃。应与氧化剂、卤素等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有泄漏应急处理设备。

生产过程应实行自动化，并定期检修生产设备，防止跑、冒、漏、滴。生产车间应全面通风。高浓度环境中，应穿防护服装，戴防护眼镜和手套，佩戴供气式呼吸器。工作现场严禁吸烟。进入罐内或其他高浓度作业场所时，须进行监护。发生中毒后应迅速将患者移离中毒环境，吸氧和对症处理后一般可很快恢复。

2014年，美国政府工业卫生学家会议规定1,3-丁二烯的8小时时间加权平均值（TWA）为2ppm；欧盟职业接触限值（OEL：）2.2 mg/m3，2017年10月27日，世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，1,3-丁二烯在1类致癌物清单中。