芳香化合物的反应

苄位卤化(benzylic halogenation)

/ ben-ZIL-ik /

假设你有一个烷基苯,比如甲苯,而你想把一个溴装到的不是环上、而是紧挨着环的那个侧链碳上。环上卤化(用路易斯酸)会把它装到错误的地方。苄位卤化恰恰做你想要的事:它有选择地把苄位碳——也就是连在环上的那个碳——上的一个氢换成卤素,而让环本身保持不动。

它是一个自由基反应、而非离子反应,所以条件就是线索:你用卤素配合光照(hv)或自由基引发剂加热,而且关键是不加路易斯酸催化剂。机理是一条自由基链——一个卤素自由基从苄位碳上夺走一个氢,生成苄位自由基,后者再抓取一个卤原子,给出产物并再生链的传递者。反应对苄位有选择性,是因为苄位自由基格外稳定:它的未成对电子通过共振离域进入芳香环,就像烯丙基自由基被相邻的双键所稳定一样。对溴化而言,N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)是标准选择,因为它提供一个低而稳定的溴浓度,有利于干净的苄位取代。

苄位卤化是合成中的一个关键“把手”。它生成的苄基卤(如溴化苄,C6H5-CH2Br)拥有一个绝佳、活泼的离去基团位点,所以很容易发生亲核取代或消除以装上别的基团,或充当从环上搭建更长、更支化链的起点。它与环上卤化恰成互补:同样的原子、相反的位点,完全取决于你跑的是离子条件(路易斯酸)还是自由基条件(光照 / NBS)。

甲苯 + Br2 在光照(hv)下给出溴化苄(C6H5-CH2Br)——溴在侧链碳上,而非环上。把同样的甲苯 + Br2 改用 FeBr3,你得到的却是环上溴化(邻 / 对位溴甲苯)。条件决定了位点。

光照给出侧链溴化;路易斯酸给出环上溴化。

最重要的单一线索就是条件:光照或自由基引发剂、且不加路易斯酸,意味着苄位(自由基)卤化;而像 FeBr3 这样的路易斯酸,则意味着环上(亲电)卤化。同样的试剂,截然不同的产物和机理。

又称
side-chain halogenationNBS benzylic bromination侧链卤化側鏈鹵化