新型高效還原劑紅鋁

1、Vol 14,Nq 3/4 13 第14卷第3/4期2006年2月21日精細(xì)與專用化學(xué)品Fine and Specialty Chan icals新品介紹新型高效還原劑紅鋁張思晨邱明建'(1.山東省科創(chuàng)化工制品廠，山東濟(jì)南250014; 2北京金源化學(xué)集團(tuán)有限公司，北京100029):紅鋁是一種具有良好安全性的新型高效還原劑。與其他金屬氫化物相比紅鋁溶解性好、使用方便、 反應(yīng)條件溫和、立體選擇性高可適用于多種還原反應(yīng)在有機(jī)合成中有看巨大的應(yīng)用潘力。:紅鋁；還原劑；有機(jī)合成V itride Solutbn, a Novel Efficient Reduct bn AgentZHANG S

2、 rchen , Q KJ M ing-jian(1. Shandong Kechuang Chemical Fact)r>. Ji'nan 250014.China:2 CHARNA Chemicals Ltd , Beijing 100029, China)Abstract: Sodiun dihyd!obis(2nner)xyethoxy) almi inate(vitride solutbn) is a new higlrefficient reduction agent witli gx)d safety Compared witli otliermctal hydri

3、des, the vitride solution features excellent solubility, quite convenient iipplica- lion. mikl reactun conditi)n and high stereoselectivity V itride solutbn has huge potential applications in organic syntiiesis as it can be widely used in many reduction reactionsKey vords: vitride SDlutbn: reductbn

4、agent organic synthesis1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 紅鋁的化學(xué)名稱為雙（2坪氧基乙氧基）二氫鋁 鈉商品名稱V itride Solutbn.化學(xué)結(jié)構(gòu)式見圖10CHj-CH,xch2-ch21紅鋁有較強(qiáng)的還原

5、性、良好的安全性以及廣泛 的適用性在醫(yī)藥、液晶和高分子合成等行業(yè)均有廣 闊的發(fā)展前景是四氫鋁鋰、硼氫化鈉、硼烷等活潑 還原劑的最佳替代品。紅鋁通常為70%的甲苯溶液.為無色或略帶黃 色的液體。隨著溫度的降低紅鋁溶液的粘度會增 大但在60申上不會發(fā)生凍結(jié)或結(jié)晶現(xiàn)象.可解 決在冬季使用的問題。紅鋁溶解性良好.可溶于大部分芳香類和醛類 溶劑通常它參與的還原反應(yīng)可在甲苯、四氫咲喃和 乙二醇中進(jìn)行。它在17（TC以下穩(wěn)定存在,對氧不 敏感，長期暴露在空氣中時(shí)溶液中的活性氫含量會 略微降低。但它對水較為敏感在潮濕環(huán)境下會發(fā) 生水解產(chǎn)生氫氣。22 1紅鋁的還原能力略低于四氫鋁鋰lmol紅鋁可 提供2mol氫

6、原子，而lmol四氫鋁鋰?yán)碚摽商峁?4mol氫原子。同時(shí)由于紅鋁的分子量大于四氫鋁 鋰.在相同的反應(yīng)中，紅鋁的質(zhì)量用量大于四氫鋁 鋰但紅鋁的成本通常遠(yuǎn)低于四氫鋁鋰。紅鋁的溶解性良好，而四氫鋁鋰溶解性較差通 常反應(yīng)在非質(zhì)子惰性溶劑中進(jìn)行最常用的為醛類 溶劑。四氫鋁鋰在空代中極不穩(wěn)定極易發(fā)主燃燒 和爆炸，生產(chǎn)操作難度很大而紅鋁由于是甲苯溶1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 1994-2006 China Academic Journal

7、 Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 收稿日期：2005-12-26作者筒介：張思晨（1971）.山東省科創(chuàng)化工制品廠工程師。1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 14精細(xì)與專用化學(xué)品第14卷第3/4期CHR'、R”液在空氣中較為穩(wěn)定，可以用泵輸送大大提高了 生產(chǎn)的安全性和方便性。2 2紅鋁的還原能力高于硼氫化鈉由于硼氫化鈉 的還原性較弱因此在還原反應(yīng)過程中硼氫化

8、鈉的 過量通常較大反應(yīng)時(shí)間較長,而紅鋁則可實(shí)現(xiàn)定量 反應(yīng)，并縮短反應(yīng)時(shí)間。硼氫化鈉在醸類溶劑中的溶解性較差因此反 應(yīng)通常在質(zhì)子性溶劑中進(jìn)行而紅鋁的良好溶解性 則使其可以適用于多種反應(yīng)條件。33 I以紅鋁還原按基化合物為例紅鋁的還原機(jī)理 見圖20得到還原的最終產(chǎn)物例如酯還原得到醇;而反向方 式通常在較低溫度下進(jìn)行有利于得到還原的中間 產(chǎn)物例如酯還原得到醛。反應(yīng)完成后水解游離出還原產(chǎn)物并分解紅鋁0 水解可以采用酸性水解、堿性水解或中性水解的方 法。44 1金屬氫化物，包括紅鋁通常不能將烯婭還原為 烷炷但當(dāng)分子中含有的按基與烯婭形成共覘時(shí)在 一定條件下雙鍵會被還原。紅鋁在選擇性還原烘的 反應(yīng)中具有一

9、定的優(yōu)勢例如紅鋁可還原帶有三鍵 的不飽和胺、不飽和醇和不飽和酯等0Red-AI R .H H'CHR*NR"1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved 14精細(xì)與專用化學(xué)品第14卷第3/4期、oZHg；，皿 <_ / CH.0/°1f RCHj-CHjCIL-CH./ /RCH)-0I/0 -CH / /'IT沁< /AlD/R/ <)CH,- 0、OCH、C%CHR*業(yè)0/R 2HO-CHNaAIO； CILOC.H2O

10、HHO h/ Red-AI nCH(* 呻、HC.H,COOCH,上一COOCHj4. 2紅鋁在環(huán)氧化合物開環(huán)的反應(yīng)中具有立體選擇 性D：oC6H5CH2O zCH>OHCM%丫?H(j)H ，JgOH這在制藥方面非常重要，治療白血病的藥物 Brbstatin 1的合成中就是利用了紅鋁的這種選擇 性D：o1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved 14精細(xì)與專用化學(xué)品第14卷第3/4期1994-2006 China Academic Journal Electronic

11、 Publishing House. All rights reserved 14精細(xì)與專用化學(xué)品第14卷第3/4期還原過程中按基與鋁原子上的兩個氫加成形 成烷氧基連接在鋁原子上然后在水的作用下游離 出醇，自身分解為乙二醇單甲讎和鋁酸鈉。3 2紅鋁的還原反應(yīng)通常在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行根據(jù) 待還原物質(zhì)的反應(yīng)活性和溶解性選擇適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)溫 度、時(shí)間和溶劑溶劑在使用前應(yīng)當(dāng)進(jìn)行干燥處理。反應(yīng)的加料方式有兩種:一種是正常方式將待 還原物質(zhì)的溶液滴加到紅鋁溶液中然后在預(yù)定的 溫度反應(yīng)：另一種是反向方式,將紅鋁溶液滴加到待 還原物質(zhì)的溶液中。不同的加料方式將會得到不同 的還原產(chǎn)物例如在酯的還原反應(yīng)中若采取正常方 式

12、加料.紅鋁過量則得到醇:若采取反向方式酯過 量則得到醛。正常方式通常反應(yīng)溫度較高有利于4. 3HOOTBDMS0 OTBDMSKed-AlHOH0-OTBDMSzvxOTBDMS醛和酮還原為醇是有機(jī)合成中常用的化學(xué)反 應(yīng).利用紅鋁可在溫和的條件下以較高的收率得到 相應(yīng)的醇但對于不飽和醛酮，最終得到的還原產(chǎn)物 還與反應(yīng)條件密切相關(guān)卜幻。0. 5cq. Rni-Al15%；.反向加料leq. Red-AlROt.iE常加 H1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved 2006年2

13、月21日張思晨等：新型高效還原劑紅鋁 15 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 2006年2月21日張思晨等：新型高效還原劑紅鋁 15 4. 400. 5eq Red-Al1兀.反向加料leq Red-Al80弋止常加料OHr/VXrOH同樣紅鋁也可以立體選擇性的還原酮。OSiRjOSiRj OSiR,根據(jù)還原反應(yīng)條件的不同，竣酸和酯的還原產(chǎn) 物有所不同。若要全部得到醇則要加入氨基配位 劑例如嗎咻、二丙胺等。紅鋁將二元竣酸酯還原為 二元醇產(chǎn)率達(dá)到87%

14、P1oRed-Al在合成治療脂蛋白紊亂的藥物中利用紅鋁將 酯還原為醇紅鋁選擇性的只還原了其中的一個酯基。紅鋁將酯還原為醛通過加入氨基配位劑和降 低反應(yīng)溫度來控制反應(yīng)的進(jìn)程°。內(nèi)酰胺也可以發(fā)生類似的反應(yīng)得到環(huán)狀胺化合 物.例如一種抗憂郁藥物的合成0I)o0目前硝基和亞硝基化合物還原為氨基化合物 最常用的方法是鐵粉還原和高壓加氫法但前者污 染嚴(yán)重而后者安全性較差。采用紅鋁還原的方法 則可以解決這兩方面的問題安全、髙效、環(huán)保的得 到氨基化合物。而芳香族硝基化合物在用紅鋁還原 時(shí).依反應(yīng)條件的不同可得到偶氮、阱、肪、胺等一系 列含氮化合物或它們的混合物。睛類化合物還原通 常得到伯胺。此外.紅

15、鋁作為還原劑還可參與脫鹵反應(yīng)、格氏 反應(yīng)、芳香醇還原為婭的反應(yīng)、醛的斷鏈還原反應(yīng)以 及含硫化合物還原為硫醇的反應(yīng)等。除還原反應(yīng)外紅鋁還可用于Ziegler催化劑的 活化可作為內(nèi)酰胺類單體陰離子聚合、苯乙烯聚合 反應(yīng)中的催化劑，以及導(dǎo)電聚乙烯異構(gòu)化反應(yīng)的催 化劑。綜上所述紅鋁這種新型還原劑其還原性具有 很廣泛的適用性對于多種化合物都具有良好的還 原效果有著非常巨大的應(yīng)用潛力。口© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 2006年2月21日張思晨等：新型高效還原

16、劑紅鋁 15 Red-AI 嗎瞅-re 除竣酸和酯外紅鋁也可以用來還原酸gf、內(nèi)酯 等其他竣酸衍生物。4. 5含氮化合物主要指酰胺化合物、硝基化合物和 睛類化合物,用紅鋁還原后得到胺。酰胺化合物的還原主要是按基的還原，例如一 種名為Pergplide的藥物的合成心。(1 Sawiielliack M F. et al JOrgChon 1977. 42: 3180C) Finan J M Kishii Y Tetrahedmn Lett 1982. 23: 27193Hale KJ. et al Tetnihedion Lett 1995. 36: 13594 Malek 丄 JOrgReac

17、L 1985, 34: 1p Canin DL. ct al Tctnihcdn)n Lett 1989. 30: 5053Nakata T. et al Tetnihedion. 1983, 24: 2653p Jakuhickova Eliska. Zak Jiri. Method ofmaking the 1. 10-decandr ole p). CS221311. 1983-04-29零Angeibauer Rolf. Fey Peter Certain 7- 2. 6-diisnpmpy|-4-pheny|- 5*kMer alkoxmethyl"pyrid-3*yl *3. 5-dihydioxyenoates and d(r motives useful for treating circulak)r)r diseasesP US5006530. 1991-04-090Mangh Alberlo Griscnti Pa ride Piocess for the prepaiutun of alkyl me reap in methyl e 即 line derivathes DE3129651 1983-O2-!?Q0 M angia Albert). Grisenti Pa ride Pkkcss