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。

中文名

苯炔

外文名

benzyne

别名

去氢苯

化学式

C6H4

分子量

76

水溶性

分解

学名

环己二烯炔

简介内容

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。如图所示:

苯炔的电子结构

从上图可以看出,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。

制备方法

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。如下图所示:

邻氨基为底物制备苯炔

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。

苯炔也可以用邻二卤代苯与锂或镁反应制得:

二卤代苯制备苯炔

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%。

苯炔还可以由一卤代苯在强碱(如氨基钠)醇溶液中消去制得。

参与的反应

苯炔的活性主要是其三键的不稳定引起的,因此它的反应也都是围绕在对三键的加成上。主要有:

1、二聚

苯炔非常活泼,迄今为止不能把它作为游离体分离出来,甚至在它生成后,若无其他化合物与其反应,苯炔自身就会聚合成二聚体二联苯:

二苯炔的合成

2、亲核加成

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:

苯炔的亲电加成反应

3、亲电加成

三烷基硼、卤素、卤化汞、卤化锡、卤化硅等亲电试剂易于苯炔发生亲电加成。例如:

与碘的亲电加成反应

三烷基硼与芳炔加成时,如烷基上有β氢,可以脱掉一分子烯烃。

与硼化合物的亲电加成反应