高縣茹 李華梅 任習(xí)泉 萬閩歌
苯炔又稱為去氫苯,因其反應(yīng)活性高而深受有機化學(xué)家們的喜愛。其實人們在很早就發(fā)現(xiàn)苯炔及其衍生物的特殊結(jié)構(gòu)和反應(yīng)活性[2]。正是因為它在有機合成中獨特的結(jié)構(gòu)以及反應(yīng)活性,所以在合成有機化學(xué)和物理有機化學(xué)等方面有著廣泛的應(yīng)用[1]。
1苯炔的發(fā)現(xiàn)
一直以來,化學(xué)家們對苯炔的合成和應(yīng)用的關(guān)注度很高,因為作為有機中間體它的性質(zhì)特別活潑。苯炔是指缺失兩個氫原子的去氫苯,它主要包括三種結(jié)構(gòu),分別為l,2-去氫苯、l,3-去氫苯、l,4-去氫苯(圖1.1),但一般情況下僅指1,2-去氫苯及其雜環(huán)類似物。Witting等將被鹵素取代的苯發(fā)生D-A反應(yīng),在該反應(yīng)下成功的捕獲到苯炔活潑中間體,并且證實了苯炔中間體是真實存在的,這為苯炔中間體存在的假設(shè)提供了強有力的證據(jù)[4]。苯炔性質(zhì)活潑,是因為兩個sp2雜化距離相對較遠,重疊少,形成微弱的π鍵,張力大,容易斷裂,因此具有很好的活性[2]。
2.苯炔的制備方法
苯炔是一種很不穩(wěn)定的有機化合物,在常溫常壓條件下幾乎不存在。目前,文獻報道的關(guān)于苯炔參與的化學(xué)反應(yīng)特別多,但是大部分都無法將苯炔從化學(xué)反應(yīng)中分離出來,因此如何簡單、方便的制得苯炔是許多科學(xué)家關(guān)注的問題。
近年來,隨著有機化學(xué)的快速發(fā)展,關(guān)于苯炔的制備,得到了廣泛的報道(圖1.2),在各種反應(yīng)的制備過程中,不同的反應(yīng)試劑也會造成反應(yīng)條件和操作方法大不相同,有的反應(yīng)要在強酸或強堿條件下進行,有的反應(yīng)要在高溫或較低溫度條件下進行,有的苯炔前體很難制備出來,有的操作方法十分復(fù)雜,甚至有的方法會有發(fā)生爆炸的可能,也正是因為這些因素的影響,使苯炔的應(yīng)用受到限制。直到Kobayashi等找到一種制備苯炔的方法,就是在氟離子的作用下將2-(三甲基硅基)三氟甲烷磺酸苯酯,通過鄰位的消除得到苯炔。這種在溫和條件下制備苯炔的方法深受研究者的喜愛,并且為苯炔的制備及其在有機合成中的應(yīng)用做出了巨大的貢獻。
鹵素單取代芳烴制備苯炔是在與鹵素相鄰的位置上消除鹵化氫。生成苯炔的難易程度與鹵素有關(guān),鹵素不同,難易程度不同,從鹵素的電負性來看,氟化物更容易得到苯炔,是因為氟原子具有很強的電負性,會增強碳原子上鄰位氫的酸性,可以使其作為質(zhì)子離去。在整個反應(yīng)過程中,起決定性作用的是堿消除質(zhì)子,而不是鹵素的離去。
鄰氨基苯甲酸與亞硝酸在常溫條件下反應(yīng)會生成重氮鹽,但是在加熱的條件下,會分解產(chǎn)生二氧化碳、氮氣和苯炔,容易發(fā)生爆炸,因此該方法反應(yīng)得到的重氮鹽不能受到撞擊,否則會發(fā)生爆炸,若是在乙腈,二氯甲烷中加熱就不會發(fā)生爆炸,只是生成苯炔。
常溫條件下,1-胺基苯并三唑在醋酸鈀催化作用下可以生成苯炔和氮氣。但此方法制備苯炔是很危險,因為醋酸鈀是劇毒,并且具有較強的氧化性,常溫條件下碰撞會發(fā)生分解、潮解、爆炸等現(xiàn)象。
近年來,我國研究人員[6]以2-溴苯酚為原料,通過與正丁基鋰反應(yīng)拔除苯環(huán)上的溴生成有機鋰化合物,然后加入三甲基氯硅烷通過硅基化反應(yīng)得到鄰三甲基硅基苯酚,最后加入三氟甲磺酸酐制備苯炔前體。這種合成路線相對簡便,中間產(chǎn)物少,而且生成的2-(三甲基硅基)三氟甲磺酸苯酯的產(chǎn)率不但高也很穩(wěn)定。
3 總結(jié)
苯炔作為一類重要的有機中間體,在天然產(chǎn)物、藥物和功能材料分子中具有重要的作用,一直以來深受人們的關(guān)注。因為其結(jié)構(gòu)的特殊性以及較高的反應(yīng)活性,所以在有機合成化學(xué)和天然產(chǎn)物的合成領(lǐng)域應(yīng)用很廣泛。更加重要的是苯炔的反應(yīng)條件都比較溫和,而且耗能低,污染也小,對環(huán)境也友好。這使得苯炔在合成含芳香結(jié)構(gòu)化合物中具有重大研究意義和價值。本文通過對苯炔的制備方法進行介紹,期望能給相關(guān)的研究者提供一定的借鑒和啟發(fā)作用。
參考文獻
[1] 邢其毅,徐瑞秋,周政,裴偉偉,基礎(chǔ)有機化學(xué).第2版[M]. 北京高等教育出版社,1994:748-785.
[2] 仵清春,李保山,石常青等. 苯炔前體鄰-三甲硅基苯酚三氟甲磺酸酯的合成[J]. 合成化學(xué),2007,15(1):111-113.
作者簡介:李華梅(1998-),女,貴州遵義綏陽縣人,藥學(xué)專業(yè)本科生。