芳香化合物的反應
苄位鹵化(benzylic halogenation)
/ ben-ZIL-ik /
假設你有一個烷基苯,比如甲苯,而你想把一個溴裝到的不是環上、而是緊挨著環的那個側鏈碳上。環上鹵化(用路易斯酸)會把它裝到錯誤的地方。苄位鹵化恰恰做你想要的事:它有選擇地把苄位碳——也就是連在環上的那個碳——上的一個氫換成鹵素,而讓環本身保持不動。
它是一個自由基反應、而非離子反應,所以條件就是線索:你用鹵素配合光照(hv)或自由基引發劑加熱,而且關鍵是不加路易斯酸催化劑。機理是一條自由基鏈——一個鹵素自由基從苄位碳上奪走一個氫,生成苄位自由基,後者再抓取一個鹵原子,給出產物並再生鏈的傳遞者。反應對苄位有選擇性,是因為苄位自由基格外穩定:它的未成對電子透過共振離域進入芳香環,就像烯丙基自由基被相鄰的雙鍵所穩定一樣。對溴化而言,N-溴代琥珀醯亞胺(NBS)是標準選擇,因為它提供一個低而穩定的溴濃度,有利於乾淨的苄位取代。
苄位鹵化是合成中的一個關鍵「把手」。它生成的苄基鹵(如溴化苄,C6H5-CH2Br)擁有一個絕佳、活潑的離去基團位點,所以很容易發生親核取代或消除以裝上別的基團,或充當從環上搭建更長、更支化鏈的起點。它與環上鹵化恰成互補:同樣的原子、相反的位點,完全取決於你跑的是離子條件(路易斯酸)還是自由基條件(光照 / NBS)。
甲苯 + Br2 在光照(hv)下給出溴化苄(C6H5-CH2Br)——溴在側鏈碳上,而非環上。把同樣的甲苯 + Br2 改用 FeBr3,你得到的卻是環上溴化(鄰 / 對位溴甲苯)。條件決定了位點。
光照給出側鏈溴化;路易斯酸給出環上溴化。
最重要的單一線索就是條件:光照或自由基引發劑、且不加路易斯酸,意味著苄位(自由基)鹵化;而像 FeBr3 這樣的路易斯酸,則意味著環上(親電)鹵化。同樣的試劑,截然不同的產物和機理。
又稱
另見