ベンジルまたはベンジルは、式Cであり、一般的な有機化学における置換基であり、6 H 5 CH 2またはBnの- 。構造的には、それはメチレン基CH 2とフェニル基C 6 H 5の結合のみで構成されます。つまり、ベンゼン環に直接結合しているsp 3炭素。
したがって、ベンジル基は小鎖に結合した芳香環と見なすことができます。一部のテキストでは、C 6 H 5 CH 2-の代わりに略語Bnの使用が推奨されており、どの化合物でも容易に認識されます。特に、酸素原子または窒素原子、O-BnまたはNBn 2にそれぞれ結合している場合。
ベンジル基。出典：IngerAlHaosului
このグループは、広く知られている多くの化合物にも含まれています。たとえば、安息香酸、C 6 H 5 COOHは、sp 3炭素が完全に酸化されたベンジルと見なすことができます。または部分酸化からのベンズアルデヒド、C 6 H 5 CHO;そしてベンジルアルコール、C 6 H 5 CH 2 OH、さらに酸化されない。
このグループのもう1つの明白な例は、トルエン、C 6 H 5 CH 3にあります。これは、ベンジルラジカルまたはカルボカチオンに起因する異常な安定性の結果として、特定の数の反応を受ける可能性があります。しかしながら、ベンジル基は、ＯＨまたはＮＨ２基を、合成される生成物を望ましくない形で改変する反応から保護する役割を果たす。
ベンジル基を有する化合物の例
ベンジル基化合物。出典：Jü
第一の画像中のベンジル基を有する化合物の一般的な表現が示された：C 6 H 5 CH 2 -R、Rは、任意の他の分子のフラグメントまたは原子化することができます。したがって、Rを変化させることにより、多数の例を取得できます。単純なものもあれば、より大きな構造またはアセンブリの特定の領域だけのものもあります。
たとえば、ベンジルアルコールは、Rの代わりにOHを使用することで得られます：C 6 H 5 CH 2 -OH。OHの代わりにそれがNH 2基である場合、ベンジルアミン化合物が生じる：C 6 H 5 CH 2 -NH 2。
BrはRを置き換える原子である場合、得られる化合物は臭化ベンジルである：C 6 H 5 CH 2 -Br。 CO 2 ClのRは、エステル、クロロ炭酸ベンジル（または塩化カルボベンゾキシル）を生成します。そして、OCH 3は、ベンジルメチルエーテル、C 6 H 5 CH 2 -OCH 3を生じる。
包括的（完全には正しくありませんが）、Rは単一の電子であると見なすことができます：ベンジルラジカル、C 6 H 5 CH 2・、ラジカルR・の解放の積 別の例は、写真には含まれていませんが、フェニルアセトニトリルまたはシアン化ベンジル、C 6 H 5 CH 2 -CNです。
ベンジル基が特定の領域をほとんど表していない化合物があります。この場合、略語Bnは、構造とその図を簡略化するためによく使用されます。
ベンジル水素
上記の化合物は、芳香環またはフェニル環だけでなく、ベンジル水素も共有している。これらは、sp 3炭素に属するものです。
そのような水素は、Bn-CH 3、Bn-CH 2 RまたはBn-CHR 2として表すことができる。Bn-CR 3化合物はベンジル水素を欠いているため、その反応性は他のものよりも低いです。
これらの水素は、通常sp 3炭素に結合しているものとは異なります。
たとえば、メタン、CH 4を考えます。メタンは、CH 3 -H としても記述できます。ヘテロリティック開裂（ラジカル形成）でCH 3 -H 結合が切断されるためには、一定量のエネルギー（104kJ / mol）を供給する必要があります。
ただし、同じC 6 H 5 CH 2 -H 結合切断のエネルギーは、メタンのエネルギー（85 kJ / mol）に比べて低くなります。このエネルギーが低いほど、ラジカルC 6 H 5 CH 2・がCH 3・より安定であることを意味します。同じことが他のベンジル水素と多かれ少なかれ起こります。
その結果、ベンジル水素は、他の水素によって引き起こされるものよりも、より安定したラジカルまたはカルボカチオンを生成する際により反応します。どうして？質問は次のセクションで答えられます。
カルボカチオンとベンジルラジカル
ラジカルC 6 H 5 CH 2・はすでに考慮されており、ベンジルカルボカチオンが欠落しています：C 6 H 5 CH 2 +。最初のペアには不対の孤立電子があり、2番目には電子の欠乏があります。 2つの種は反応性が高く、反応の最終生成物が発生する一時的な化合物を表します。
sp 3炭素は、1つまたは2つの電子を失い、それぞれラジカルまたはカルボカチオンを形成した後、その電子グループ間の反発力が最小限になるようにsp 2ハイブリダイゼーション（三角面）を採用できます。しかし、芳香環の炭素のように、それが偶然にsp 2である場合、共役が発生する可能性がありますか？答えはイエスです。
ベンジル基の共鳴
この共役または共鳴は、これらのベンジルまたはベンジル由来種の安定性を説明するための重要な要素です。次の画像は、このような現象を示しています。
ベンジル基の共役または共鳴。他の水素は、図を簡略化するために省略されています。出典：ガブリエルボリバル
ベンジル水素の1つであった場合、そこに不対電子を有する軌道P（ラジカル、1eがあったことに注意してください- （カルボカチオン、+）、又は空）。わかるように、このp軌道は芳香族系（灰色と水色の円）に平行で、二重矢印は共役の開始を示します。
したがって、不対電子と正電荷の両方は、それらの軌道の平行性が幾何学的にそれを支持するため、芳香環を通して移動または分散することができます。ただし、これらは芳香環のどの軌道にもありません。CH 2に関してオルトおよびパラ位の炭素に属するもののみ。
淡い青色の円が灰色の円よりも目立つのはそのためです。それらには、それぞれラジカルまたはカルボカチオンの負または正の密度が集中しています。
その他の部首
この共役または共鳴は、芳香環からより離れたsp 3炭素では起こり得ないことに言及すべきである。
例えば、ラジカルC 6 H 5 CH 2 CH 2・はるかに不安定であるため、不対電子による介在CH環と共役することができない2群およびSP 3のハイブリダイゼーション。C 6 H 5 CH 2 CH 2 +についても同様です。
反応
要約すると、ベンジル水素は反応する傾向があり、ラジカルまたはカルボカチオンを生成し、それが最終的に反応の最終生成物を引き起こします。したがって、SN 1メカニズムを介して反応します。
一例は、紫外線下でのトルエンの臭素化です。
C 6 H 5 CH 3 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CH 2 Br
C 6 H 5 CH 2 Br + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CHBr 2
C 6 H 5 CHBr 2 + 1 / 2Br 2 => C 6 H 5 CBr 3
実際、この反応でBr・ラジカルが生成されます。
一方、単純な置換反応では、ベンジル基自体が反応してOHまたはNH 2基を保護します。したがって、臭化ベンジルおよびその他の試薬（KOHまたはNaH）を使用して、ROHアルコールを「ベンジル化」できます。
ROH + BnBr => ROBn + HBr
ROBnはベンジルエーテルであり、還元性媒体にさらされた場合、最初のOH基に戻ることができます。このエーテルは、化合物に対して他の反応が行われている間、変化しないままである必要があります。
参考文献
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