芳香化合物的反應
苯炔(benzyne)
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苯炔是芳香化學裡最離奇的生物之一:一個看上去被硬塞進了碳-碳三鍵的苯環。它其實容納不下一根正常的三鍵——環逼著這根額外的鍵彎成一個嚴重扭曲、張力很大的形狀——所以苯炔活潑得驚人,只能作為轉瞬即逝的中間體存在,絕無法裝瓶保存。可它卻解釋了一個否則毫無道理的反應。
它出現在親核芳香取代的消除-加成路線中,用於環上沒有吸電子基、走不了常規加成-消除路線的情形。訣竅是一個非常強的鹼,比如氨基鈉(NaNH2)。鹼先拿走離去基團(如氯)旁邊的一個環氫;然後離去基團脫落,留下的那兩個電子形成那根額外的(張力)鍵——這就是苯炔。由於這根彎曲的額外鍵如此活潑、又缺電子,一個親核試劑會立即跨接到它上面,再接上一個質子,給出取代產物。整個模式就是先消除(生成苯炔)、再加成(親核試劑)。
苯炔留下了證明它確曾生成的「指紋」:由於親核試劑可以加到那根張力鍵的任意一端,新基團可能出現在兩個相鄰碳中的任意一個上。所以用標記碳標記的氯苯,會給出一個混合物——進來的基團或在那個碳上、或在它的鄰碳上——這是反應並非簡單地在同一碳上把一個基團換成另一個的直接證據。這種「移位取代(cine substitution)」結果,被經典的同位素標記實驗所捕獲,是這一難以捉摸的苯炔確實存在的歷史證明。
氯苯 + NaNH2 在液氨中給出苯胺。若在帶氯的碳上用碳-14 標記,胺基會分布在那個碳和它的鄰碳之間——證明生成了一個對稱的苯炔中間體。
新基團落在兩個不同的碳上,正是苯炔的標誌性信號。
苯炔的那根額外鍵並不是真正的炔烴三鍵——環太僵硬,容不下它,所以那是一種弱的、有張力的、側向的軌道重疊,正是它使苯炔極其活潑、無法分離。別想象一根舒舒服服的三鍵;要想象一個繃緊的捕獸夾。
又稱
另見