苯炔在有機(jī)合成中的應(yīng)用

苯炔作為有機(jī)化合物中活潑的中間體，反應(yīng)活性高，在低溫條件下就可以發(fā)生反應(yīng)。苯炔是指缺失兩個(gè)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），但一般情況下僅指1，2-去氫苯及其雜環(huán)類似物。它參與的反應(yīng)大致分為三類：周環(huán)反應(yīng)、親核加成反應(yīng)和過渡金屬催化的反應(yīng)。其中周環(huán)反應(yīng)就可以大概分為四種，主要包括D-A反應(yīng);[2+2]環(huán)加成反應(yīng);l，3-偶極環(huán)加成反應(yīng);1，4-偶極環(huán)加成反應(yīng);苯炔參與的ene反應(yīng)。苯炔的親核加成反應(yīng)分為多種，最主要的是：與氮和碳負(fù)離子的親核加成反應(yīng)。苯炔的過渡金屬催化反應(yīng)主要是通過鈀催化反應(yīng)制備多環(huán)芳基化合物。

1 周環(huán)反應(yīng)

1.1 Diels-Alder反應(yīng)

苯炔中碳碳三鍵的親電性很強(qiáng)，在周環(huán)反應(yīng)中可以轉(zhuǎn)化成環(huán)戊二烯、呋喃、吡咯、四苯基環(huán)戊二烯酮等，然后再與其他試劑發(fā)生加成反應(yīng)。Snieckus等先用鄰硅基芳基磺酸酯生成了中間體苯酰胺苯炔，再將苯酰胺苯炔與呋喃反應(yīng)，最后得到了產(chǎn)率為63%的環(huán)加成的產(chǎn)物。同樣，氨基甲酸酯苯炔也可以與呋喃發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)，并且生成與其相似的產(chǎn)物，且產(chǎn)率為79 %，比上述苯酰胺苯炔與呋喃反應(yīng)的產(chǎn)率都高。

Buszek等人發(fā)現(xiàn)，二鹵素取代的吲哚，會(huì)在叔丁基鋰的乙醚溶液中失去鹵素原子生成苯炔的衍生物，然后衍生物與呋喃進(jìn)一步發(fā)生加成反應(yīng)，也會(huì)生成萘的衍生物。Guitián小組將苯炔與兩分子的呋喃發(fā)生反應(yīng)，苯炔會(huì)與呋喃發(fā)生兩次Diels-Alder反應(yīng)的串聯(lián)過程，然后選擇性的得到了多芳環(huán)衍生物，再將多芳環(huán)衍生物經(jīng)過酸化等簡(jiǎn)單操作，最終合成了大稠環(huán)芳烴。李健等以CsF為催化劑，將苯炔在60℃條件下與亞甲基吲哚酮發(fā)生反應(yīng)，在這種反應(yīng)方法下可以生成含有萘結(jié)構(gòu)的吲哚酮，這種方法在以后制備含萘結(jié)構(gòu)吲哚酮中起到了關(guān)鍵的作用。

1.2 [2+2]環(huán)加成反應(yīng)

苯炔可以參與各種類型的反應(yīng)，其中與烯烴的加成反應(yīng)就有很多的報(bào)道，苯炔與烯烴主要發(fā)生[2+2]環(huán)加成發(fā)應(yīng)，并且都可以生成苯并環(huán)丁烯衍生物[24]。苯炔與烯烴反應(yīng)時(shí)，可以得到很好的收率，因?yàn)楸饺驳挠H電性很強(qiáng)，很容易與烯烴發(fā)生反應(yīng)，所以該方法是制備苯炔中間體最簡(jiǎn)單、直接的方法。

Mohamed等發(fā)現(xiàn)苯炔和芳香醛反應(yīng)可以生成氧雜蒽化合物，苯炔和芳香醛的當(dāng)量比為2：1，該反應(yīng)苯炔先與羰基[2+2]環(huán)加成，然后分子內(nèi)重排，最后與另一分子的苯炔發(fā)生[4+2]環(huán)加成反應(yīng)。Hamura小組發(fā)現(xiàn)在過量堿的條件下，以當(dāng)量比1：2將二（三氟磺?；┒獗脚c乙烯酮甲硅烷基反應(yīng)，會(huì)發(fā)生縮醛反應(yīng)，其中起主要作用的是苯炔上的甲氧基，最終生成了雙加成的產(chǎn)物。Hayashi小組將2-（三甲基硅基）苯基磺酸酯在CsF的催化作用下，與烯胺的不飽和鍵發(fā)生反應(yīng)最終生成苯炔，這個(gè)反應(yīng)主要是2-（三甲基硅基）苯基磺酸酯的不飽和鍵與烯胺的不飽和鍵發(fā)生反應(yīng)，在反應(yīng)中會(huì)發(fā)生兩次環(huán)加成反應(yīng)，首先是苯基磺酸酯與烯胺分子外的加成，再是苯基磺酸酯與烯胺反應(yīng)物間分子內(nèi)的加成，最后得到最終的產(chǎn)物。

1.3 1，3-偶極環(huán)加成反應(yīng)

苯炔以雜原子為中心的l，3-偶極體系的環(huán)加成反應(yīng)的報(bào)道特別多，親偶極體系也可以是含碳、氮、氧、硫的重鍵化合物，科學(xué)家們?cè)谥苽浔讲⑽逶h(huán)時(shí)經(jīng)常用到該反應(yīng)，但是以碳為核心的環(huán)加成反應(yīng)的報(bào)道十分少，幾乎在文獻(xiàn)中找不到。

1.4 1，4-偶極環(huán)加成反應(yīng)

在化學(xué)反應(yīng)中蒽醌和葸酮中間體的生成就是苯炔與1，4-偶極化合物的環(huán)加成。Biehl等在蒽醌和葸酮的合成上應(yīng)用了此方法，在此之前，該方法從來(lái)沒有被使用過，此反應(yīng)是第一次被使用，為后來(lái)蒽醌和葸酮中間體的合成奠定了基礎(chǔ)。

1.5 苯炔參與的Ene反應(yīng)

苯炔的ene反應(yīng)在有機(jī)合成中幾乎就沒有應(yīng)用。Cheng等將有機(jī)中間體苯炔與含有炔丙基氫的炔烴反應(yīng)，最終生成了苯基聯(lián)烯化合物，這為苯基聯(lián)烯化合物的制備在有機(jī)化學(xué)中的制備研究出了一種新方法。

2 親核加成反應(yīng)

2.1 與氮親核試劑的反應(yīng)

氮試劑的親核能力特別強(qiáng)，可以與苯炔發(fā)生親核加成反應(yīng)生成N-取代的芳香類化合物。2005年，Ohshita等人報(bào)道了苯炔與N-Si雙元素試劑的親核加成。該反應(yīng)能夠與苯環(huán)鄰位的兩個(gè)取代基都發(fā)生反應(yīng)，可以用來(lái)合成多取代的苯類化合物。

2.2 與腈類碳負(fù)離子的親核加成

在堿性條件下，氰基C≡N會(huì)失去質(zhì)子，變成活潑的碳負(fù)離子，再與苯炔發(fā)生反應(yīng)。早在1978年，Oppolzer就報(bào)道了分子內(nèi)的氰基碳負(fù)離子與苯炔加成反應(yīng)生成苯并環(huán)丁烷。此方法后來(lái)用于合成類固醇和生物堿。

2.3 與烯醇碳負(fù)離子的親核加成

烯醇負(fù)離子作為一類活潑的碳負(fù)離子，也能跟苯炔發(fā)生很多反應(yīng)。Zouaoui小組將苯炔與環(huán)酮類化合物烯醇負(fù)離子進(jìn)行親核加成，制得了苯并環(huán)丁烷類化合物。

3 過渡金屬催化的反應(yīng)

2008年，Yamamoto小組將苯炔與零價(jià)Pd催化的烯丙基氯反應(yīng)，得到菲類化合物，它的反應(yīng)機(jī)理普遍適用于過渡金屬催化的苯炔反應(yīng)，而且過渡金屬催化的苯炔的三組分反應(yīng)是一種有效的制備取代芳香類化合物的方法，一旦被發(fā)現(xiàn)，便成為化學(xué)家們研究的熱點(diǎn)。最近，Cheng將苯炔在金屬鎳的催化下，與烯烴反應(yīng)生成鎳雜的五元環(huán)中間體，然后再與硼酸類化合物反應(yīng)，最終得到了雙取代的芳香化合物。

4結(jié)論

苯炔作為有機(jī)中間體，在天然產(chǎn)物、藥物和功能材料分子中可以合成芳香環(huán)結(jié)構(gòu)，一直以來(lái)深受人們的關(guān)注。因?yàn)槠浣Y(jié)構(gòu)的特殊性以及較高的反應(yīng)活性，所以在有機(jī)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(duì)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(jià)值。本文通過對(duì)苯炔參與的反應(yīng)進(jìn)行綜述，希望能讀相關(guān)的研究工作者提供一定的借鑒和參考。

參考文獻(xiàn)

[1] ?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，

[2] ?黃憲，陳振初. 有機(jī)合成化學(xué)[M]. 化學(xué)工業(yè)出版社，1984，118：987-994.

作者簡(jiǎn)介：張志鵬（1998-），男，四川省成都，藥學(xué)專業(yè)本科生。