苯炔,英文为benzyne,它是比
苯少两个氢的化合物,故又称为去氢苯(dehydrobenzene)。苯炔的红外光谱证明了苯炔分子的化学结构。直观的看上去苯炔是一个六元环含有两个双键和一个三键。
苯炔是最简单的芳炔。为防止被误理解为含普通
叁键的物种,也可称其为“二脱氢苯”、“邻二脱氢苯”或“去氢苯”。
苯炔中含有一个特殊的碳碳三键。一般炔烃中碳碳三键的碳原子是sp杂化的,在形成σ键时,键角为180度,这样的碳原子不可能存在于苯环炔中,因此苯炔中的碳原子仍为sp2杂化,碳碳三键中,有一个π键是由sp2轨道通过侧面微弱地重叠形成的,并与苯炔环的大π体系相互垂直。如图1所示:
从图1可以看出,两个sp2轨道相距较远,彼此不可能重叠的很多,所以这个π键很弱且有张力,容易发生反应。正是由于这个结构特点,使苯炔及其衍生物成为合成多种化合物非常有用的中间体。
苯炔可以通过多种方法制成,但最经济、简便的方法是用
邻氨基苯甲酸制成重氮盐(i),该重氮盐受热分解成
二氧化碳、氮气和苯炔。如图2所示:
由
邻氨基苯甲酸制成的重氮盐对碰撞特别敏感,稍受冲击即会发生剧烈爆炸,但在
非质子溶剂,如
二氯甲烷、
二氯乙烷、乙腈中不会发生事故,只会分解成炔。因此为了避免事故,不把重氮盐分离出来,而在原溶液中使之分解成苯炔使用。
由于苯炔是非常活泼的中间体,可以被相关的检测器检测观察到,但不能操作分离得到苯炔。一般
三氟甲磺酸(2-三甲硅基苯)酯是作为制备苯炔的前体,生成的高活性的苯炔中间体直接不需分离直接进行后续的反应。其前体的合成步骤如下:
在氮气流、搅拌下将邻-三甲硅基苯酚6.0g和吡啶4.3g依次加入盛有50ml干燥
二氯甲烷的烧瓶中,然后于室温(25℃)缓慢滴加
三氟甲磺酸酐12.2g(约20min加完),反应2小时。过滤,浓缩滤液,残余物经硅胶柱层析,洗脱剂为石油醚,分离得到无色油状液体即为制备苯炔的前体,总收率可达75%。
许多
亲核试剂如醇、烷氧基负离子、烃基锂、氨或胺、羧酸根、氰化物等都能与苯炔发生
亲核加成反应。例如: