顏范勇-第七章還原反應(yīng)-全

1、1第七章第七章 還原反應(yīng)還原反應(yīng)2 1 1、基本概念、基本概念 還原反應(yīng)還原反應(yīng)在化學(xué)反應(yīng)中，使有機物分子在化學(xué)反應(yīng)中，使有機物分子中碳原子中碳原子總的氧化態(tài)降低總的氧化態(tài)降低的反應(yīng)；即在還原的反應(yīng)；即在還原劑的作用下，劑的作用下，能使能使有機分子得到電子有機分子得到電子或使參或使參加反應(yīng)的碳原子上的加反應(yīng)的碳原子上的電子云密度增高電子云密度增高的反應(yīng)。的反應(yīng)。 直觀地講：有機分子中直觀地講：有機分子中增加氫增加氫或或減少氧減少氧的反的反應(yīng)。應(yīng)。概概 述述32、分類分類按還原劑種類按還原劑種類及操作方法及操作方法分兩大類：分兩大類：（1 1）催化還原）催化還原( (催化氫化催化氫化) )：反應(yīng)

2、底物與分子氫進反應(yīng)底物與分子氫進行的加氫反應(yīng)。行的加氫反應(yīng)。 多相催化氫化多相催化氫化( (非均相催化氫化非均相催化氫化) )：催化劑為固態(tài)，：催化劑為固態(tài)，以氣態(tài)以氣態(tài)H H2 2為氫源。為氫源。 均相催化氫化：催化劑溶解于反應(yīng)介質(zhì)中。均相催化氫化：催化劑溶解于反應(yīng)介質(zhì)中。 催化轉(zhuǎn)移氫化催化轉(zhuǎn)移氫化( (轉(zhuǎn)移氫化轉(zhuǎn)移氫化) )：以有機物為氫源以有機物為氫源 4( (2) )化學(xué)還原：化學(xué)還原：除催化氫化以外的所有還原除催化氫化以外的所有還原 無機還原劑：無機還原劑： a金屬金屬 b還原性酸還原性酸 c金屬氫化劑金屬氫化劑 有機還原劑：水合肼等有機還原劑：水合肼等53應(yīng)用應(yīng)用 還原反應(yīng)在藥物合

3、成中應(yīng)用最為廣泛，許多重還原反應(yīng)在藥物合成中應(yīng)用最為廣泛，許多重要的中間體如氨基化合物，羥基化合物均用還要的中間體如氨基化合物，羥基化合物均用還原反應(yīng)制備原反應(yīng)制備.（如氯霉素的中間體）（如氯霉素的中間體）Fe/H+6第一節(jié)第一節(jié) 還原反應(yīng)機理（催化氫化機理）還原反應(yīng)機理（催化氫化機理） 一、非均相催化氫化反應(yīng)一、非均相催化氫化反應(yīng) 1基本過程：擴散；基本過程：擴散；吸附吸附；反應(yīng)；反應(yīng)；解吸解吸 (a) 底物向催化劑界面，產(chǎn)物向介質(zhì)的擴散底物向催化劑界面，產(chǎn)物向介質(zhì)的擴散 (b)反應(yīng)物在催化劑表面的物理化學(xué)吸附反應(yīng)物在催化劑表面的物理化學(xué)吸附 (c)反應(yīng)物在催化劑表面進行化學(xué)反應(yīng)反應(yīng)物在催化

4、劑表面進行化學(xué)反應(yīng) (d)產(chǎn)物從催化劑表面的解吸產(chǎn)物從催化劑表面的解吸7 物理吸附：無選擇性的多分子層吸附，是由范物理吸附：無選擇性的多分子層吸附，是由范德華力所引起的，所需能量較少，易達平衡，德華力所引起的，所需能量較少，易達平衡，但易解吸。但易解吸。 化學(xué)吸附：屬有選擇性的單分子層吸附，反應(yīng)化學(xué)吸附：屬有選擇性的單分子層吸附，反應(yīng)物與催化劑表面的活性中心形成化學(xué)能，其結(jié)物與催化劑表面的活性中心形成化學(xué)能，其結(jié)果易使反應(yīng)物的活化能降低，使氫化反應(yīng)易進果易使反應(yīng)物的活化能降低，使氫化反應(yīng)易進行。行。8 活性中心：催化劑表面晶格上一些很高活性的特定活性中心：催化劑表面晶格上一些很高活性的特定部位

5、，可以是原子、離子，也可為由若干個原子有部位，可以是原子、離子，也可為由若干個原子有規(guī)則排列而組成的一個小區(qū)域。規(guī)則排列而組成的一個小區(qū)域。 (只有當?shù)孜锓肿拥闹挥挟數(shù)孜锓肿拥慕Y(jié)構(gòu)與活性中心的結(jié)構(gòu)之間有一定的幾何對應(yīng)關(guān)系結(jié)構(gòu)與活性中心的結(jié)構(gòu)之間有一定的幾何對應(yīng)關(guān)系時，才能發(fā)生化學(xué)吸附，表現(xiàn)出催化活性）時，才能發(fā)生化學(xué)吸附，表現(xiàn)出催化活性）9 非均相催化氫化非均相催化氫化決定能否進行化學(xué)吸附的因素：決定能否進行化學(xué)吸附的因素：取決于反應(yīng)物與催化劑之間的電性因素和幾何因取決于反應(yīng)物與催化劑之間的電性因素和幾何因素素(通常占主導(dǎo)的是電性因素通常占主導(dǎo)的是電性因素)。 電性因素：催化劑的電性因素：催化

6、劑的d空軌道，空軌道，d8-9電子時最佳。電子時最佳。 幾何因素：晶格參數(shù)，原子半徑的幾何因素：晶格參數(shù)，原子半徑的2倍，最佳倍，最佳2.4-4.08 。 10底物的化學(xué)吸附形式：底物的化學(xué)吸附形式： (a) 氫的吸附：解離吸附。氫分子在催化劑表面氫的吸附：解離吸附。氫分子在催化劑表面時，解離成氫原子時，解離成氫原子（* 代表催化劑的活性中心）代表催化劑的活性中心） *H2 + 22 H*11 (b) 烯的二烯的二吸附：吸附：鍵打開重新形成鍵打開重新形成鍵鍵 RaCH=CHRb+ 2RaCHCHRb*烯的烯的吸附：形成吸附：形成化合物化合物RaCH=CHRb +RaCHCH*Rb12 (c)

7、烯的烯的-烯丙吸附，烯丙位上失去一個氫，生烯丙吸附，烯丙位上失去一個氫，生成成-烯丙絡(luò)合物烯丙絡(luò)合物 +CHCHCHRaRbRaHCCHCH2Rb*-H+H*132.多相催化的歷程多相催化的歷程 Polyani學(xué)說學(xué)說: 二點吸附原理二點吸附原理 *H2 + 22 H*CH2=CH2 + 2CH2CH2*CH2CH2*+ HCH2CH3* H*CH3CH3+14 機理機理: 催化氫化催化氫化的機理還沒有完全研究清楚，通的機理還沒有完全研究清楚，通常認為氫吸附在金屬的表面，烯烴也通過常認為氫吸附在金屬的表面，烯烴也通過p-軌道與金屬絡(luò)合，然后烯烴與氫加成。軌道與金屬絡(luò)合，然后烯烴與氫加成。 其立

8、體化學(xué)特征是其立體化學(xué)特征是 Syn-addition153、Relative reactivity of the Functional Groups by Catalytic Hydrogenation16三、負氫離子轉(zhuǎn)移還原三、負氫離子轉(zhuǎn)移還原( P362 ) 第三族元素可以氫負離子形式與不飽合鍵第三族元素可以氫負離子形式與不飽合鍵加成得配合物離子，進而與質(zhì)子加成得配合物離子，進而與質(zhì)子結(jié)合。結(jié)合。 主要是鈉、鉀離子和硼、鋁等氫負離子形主要是鈉、鉀離子和硼、鋁等氫負離子形成的復(fù)鹽。成的復(fù)鹽。 硼氫化鈉，氫化鋁鋰硼氫化鈉，氫化鋁鋰醛、酮醛、酮醇醇不反應(yīng)不反應(yīng)酸、酯酸、酯酰胺酰胺醇、胺醇、胺1

9、7 機理：負氫對羰基親核加成機理：負氫對羰基親核加成H3AlHCOAlH3CO+HCOHAlH3COHAlH22COCOCOHAlH3COHAl4CO2H2OCOHH+ AlO21819第二節(jié)第二節(jié) 不飽和烴的還原不飽和烴的還原一一. 炔、烯的還原炔、烯的還原 1. 多相催化氫化多相催化氫化 2. 均相催化氫化均相催化氫化 3. 硼氫化反應(yīng)硼氫化反應(yīng)二二. 芳烴的還原芳烴的還原 1. 催化氫化法催化氫化法 2. 化學(xué)還原法化學(xué)還原法Birch反應(yīng)反應(yīng)20 炔、烯和芳香烴均可被還原為飽和烴。炔、烯和芳香烴均可被還原為飽和烴。 炔、烯的還原活性炔、烯的還原活性大于大于芳香烴。芳香烴。 對炔、烯的還

10、原廣泛采用對炔、烯的還原廣泛采用催化氫化催化氫化法。法。 對芳香烴的還原，除在較劇烈的條件下催對芳香烴的還原，除在較劇烈的條件下催化氫化外，通常采用化氫化外，通常采用化學(xué)還原法化學(xué)還原法。21 一一 、炔、烯烴的還原、炔、烯烴的還原 1、多相催化氫化、多相催化氫化(1)(1)用于氫化還原的催化劑種類繁多，最常用于氫化還原的催化劑種類繁多，最常用者為用者為催化劑催化劑 Ni , Pd , Pt鎳催化劑（鎳催化劑（Raney Ni(活性鎳活性鎳)、載體鎳、載體鎳、還原鎳和硼化鎳）還原鎳和硼化鎳） 鈀催化劑鈀催化劑（氧化鈀、鈀黑和載體鈀氧化鈀、鈀黑和載體鈀 ）鉑催化劑鉑催化劑（氧化鉑、鉑黑和載體鉑氧

11、化鉑、鉑黑和載體鉑 ）22鎳為催化劑鎳為催化劑: Raney Ni (活性活性Ni)的制備的制備(P366): 將含鎳將含鎳40%-50%的鋁鎳合金分次加入氫的鋁鎳合金分次加入氫氧化鈉溶液中，反應(yīng)是由于溫度，堿的濃氧化鈉溶液中，反應(yīng)是由于溫度，堿的濃度及用量，反應(yīng)時間，洗滌方式次數(shù)不同度及用量，反應(yīng)時間，洗滌方式次數(shù)不同得到鎳的活性各異。得到鎳的活性各異。Al-Ni+NaOHH2ONa2AlO4+Ni+H223鈀鈀(Pd)為催化劑為催化劑 鈀黑：鈀黑： 載體鈀：載體鈀：加入載體（活性炭、加入載體（活性炭、CaCO3、BaSO4、硅藻土、硅藻土、Al2O3) 增大比表面，增大增大比表面，增大活性

12、?；钚浴ｂZ鈀C（Pd/C) Lindlar(林德拉）催化劑：林德拉）催化劑：Pd/BaSO4/喹啉喹啉炔烯LindlarPdCl2+H2Pd+HCl Pd(黑色粉末)PdCl2+HCHO+NaOHPd+HCOONa+NaCl+H2O24鉑（鉑（Pt）為催化劑為催化劑 鉑鉑 PtO2（亞當斯催化（亞當斯催化Adams，P366）Na2PtCl6 + 2CH2O+ 6NaOHPt+ 2HCOONa + 6NaCl + 4H2OH2PtCl6 + NaBH4Pt(NH4)2PtCl6 + 4NaNO3PtO2 + 4NaCl + 2NH4Cl + 4NO2 + O2美國化學(xué)協(xié)會（美國化學(xué)協(xié)會（Ame

13、rican Chemical Society） 通信地址：通信地址：1155 Sixteenth St., N.W., Wsshington,D.C. 10036,U.S.A25 (2) 多相催化氫化影響因素多相催化氫化影響因素:作用物的結(jié)構(gòu)作用物的結(jié)構(gòu) 作用物的純度作用物的純度催化劑的種類和用量催化劑的種類和用量 溶劑和介質(zhì)的酸堿度溶劑和介質(zhì)的酸堿度 溫度溫度 壓力壓力 接觸時間接觸時間 攪拌攪拌26 催化劑中毒催化劑中毒在催化劑的制備或氫化反應(yīng)在催化劑的制備或氫化反應(yīng)過程中，由于少量物質(zhì)吸附在催化劑表面上，過程中，由于少量物質(zhì)吸附在催化劑表面上，對活性中心產(chǎn)生遮蔽或破壞作用，使催化劑對活性

14、中心產(chǎn)生遮蔽或破壞作用，使催化劑的活性大大降低，甚至完全喪失，這種現(xiàn)象的活性大大降低，甚至完全喪失，這種現(xiàn)象稱為催化劑中毒。稱為催化劑中毒。 催化劑的阻化催化劑的阻化如僅使其活性在某一方面如僅使其活性在某一方面受到抑制，經(jīng)過適當處理后，可使催化劑恢受到抑制，經(jīng)過適當處理后，可使催化劑恢復(fù)活性，這種現(xiàn)象稱為催化劑的阻化。復(fù)活性，這種現(xiàn)象稱為催化劑的阻化。 毒劑毒劑使催化劑中毒的物質(zhì)稱為毒劑；使催化劑中毒的物質(zhì)稱為毒劑； 抑制劑抑制劑使催化劑阻化的物質(zhì)稱為抑制劑使催化劑阻化的物質(zhì)稱為抑制劑27 (a)催化劑因素：催化劑因素：活性高穩(wěn)定性不易中毒,再生用量 NiPd/CPt10%15%被催化物質(zhì)質(zhì)量

15、1%5%被催化物質(zhì)質(zhì)量0.5%1%被催化物質(zhì)質(zhì)量載體： 為增大催化劑的表面在催化劑制備中加入的多孔物質(zhì)28 （b）反應(yīng)因素：）反應(yīng)因素： 溫度：溫度：一般溫度升高，反應(yīng)速度增加，但一般溫度升高，反應(yīng)速度增加，但如催化劑活性較高，使反應(yīng)增多，選擇性如催化劑活性較高，使反應(yīng)增多，選擇性下降，另外氫化為放熱反應(yīng)。因此在可能下降，另外氫化為放熱反應(yīng)。因此在可能的前提下，盡量降低反應(yīng)溫度。一般的前提下，盡量降低反應(yīng)溫度。一般Ni為為130-150，銅為，銅為300。RaneyNi：60-100，Pt、Pd為為150以下。以下。29RNi100kg/cm2100260 室溫30 壓力（氫壓）壓力（氫壓）：

16、壓力增大，即氫濃度增大，：壓力增大，即氫濃度增大，可增加反應(yīng)速度，有利平衡移動。當氫壓可增加反應(yīng)速度，有利平衡移動。當氫壓力增加，選擇性降低。力增加，選擇性降低。例：例： 1-4atm稱低壓氫化，稱低壓氫化，300-400atm高壓氫化。高壓氫化。CCCH2CH2H2/PtH2/PtH 3kg/cm2壓CCHHH31 溶劑：溶劑：溶劑的極性及對反應(yīng)物及產(chǎn)物的溶溶劑的極性及對反應(yīng)物及產(chǎn)物的溶解度均可影響活性。解度均可影響活性。 低壓氫化時一般選：低壓氫化時一般選：AcOHH2OEtOHEARORRH 最常用最常用80%-90%，C2H5OH效果好。效果好。 使用溶劑受溫度影響：醇在使用溶劑受溫度

17、影響：醇在150上可發(fā)生上可發(fā)生烷基化反應(yīng)，高溫易爆炸。烷基化反應(yīng)，高溫易爆炸。 高壓氫化：用高壓釜中進行，為避免腐蝕高壓氫化：用高壓釜中進行，為避免腐蝕設(shè)備，不能用酸性試劑。常用乙醇，水，設(shè)備，不能用酸性試劑。常用乙醇，水， 一般加氫在極性溶劑中進行對反應(yīng)有利。一般加氫在極性溶劑中進行對反應(yīng)有利。3233 攪拌：攪拌：為使催化劑均勻分散到反應(yīng)介質(zhì)中，為使催化劑均勻分散到反應(yīng)介質(zhì)中，避免局部濃度過量，過熱。避免局部濃度過量，過熱。OHH2/RNiCCOOEtOHCCOOCH334(4) 轉(zhuǎn)移氫化：以有機物為氫源的非均相轉(zhuǎn)移氫化：以有機物為氫源的非均相催化氫化。催化氫化。常用催化劑：常用催化劑：

18、Ni，Pt, Pd有機氫源：有機氫源：HN=NH、phSO2NHNH2、C2H5OH35 對于對于HN=NH，其還原過程為，其還原過程為: 特點：特點： 條件溫和，設(shè)備簡單易行，不需加氫設(shè)條件溫和，設(shè)備簡單易行，不需加氫設(shè)備。備。 選擇性好，對含選擇性好，對含NO2,COOH,及四取代的及四取代的C=O 不易還原，不易還原，HN=NH優(yōu)先還原末端雙鍵優(yōu)先還原末端雙鍵及反應(yīng)雙鍵。及反應(yīng)雙鍵。NNHH+CCNNHHCCN2+CCHHHH36H2CCH2HOOCCCCOOHHHNH2NH2/K3Fe(CN)6COOHCOOH 80%100%NH2NH2/Cu2+/OcCuSO437 (5) (5)

19、炔烴的氫化炔烴的氫化 炔鍵易被氫化，首先氫與炔進行順式加成，炔鍵易被氫化，首先氫與炔進行順式加成，生成烯烴；然后進一步氫化，生成烷烴。生成烯烴；然后進一步氫化，生成烷烴。 炔烴還原所用的催化劑通常為炔烴還原所用的催化劑通常為Raney Ni 、鈀、鈀、鉑等，在常溫常壓下能迅速反應(yīng)?？刂七m當鉑等，在常溫常壓下能迅速反應(yīng)?？刂七m當條件可優(yōu)先還原炔鍵，分子中的其它基團條件可優(yōu)先還原炔鍵，分子中的其它基團（芳硝基和酰鹵除外）往往能保留下來（芳硝基和酰鹵除外）往往能保留下來 ，當當分子中有多個炔鍵時，末端的炔鍵優(yōu)先被還分子中有多個炔鍵時，末端的炔鍵優(yōu)先被還原，位阻小的炔鍵比位阻大的優(yōu)先還原。原，位阻小的

20、炔鍵比位阻大的優(yōu)先還原。38例：維生素例：維生素B B6 6中間體（中間體（1 1）的合成）的合成CCCH2OHCH2OHRaney Ni, H2,NH30.6 0.7MPaCH CH2OHCH CH2OH(80%)(1)39 (6) (6) 烯烴的氫化烯烴的氫化 烯烴易被氫化成烷烴，催化劑通常為烯烴易被氫化成烷烴，催化劑通常為鈀、鉑鈀、鉑或鎳或鎳。烯烴為氣體時可以先與氫氣混合，再。烯烴為氣體時可以先與氫氣混合，再通過催化劑；烯烴為液體或固體時，可以溶通過催化劑；烯烴為液體或固體時，可以溶解在惰性溶劑中，加催化劑后通入氫氣，攪解在惰性溶劑中，加催化劑后通入氫氣，攪拌反應(yīng)。拌反應(yīng)。 二烯和多烯在

21、一定條件下可以部分氫化或完二烯和多烯在一定條件下可以部分氫化或完全氫化。在部分氫化時，哪個烯鍵優(yōu)先被還全氫化。在部分氫化時，哪個烯鍵優(yōu)先被還原，要由作用物的結(jié)構(gòu)、催化劑的種類、雙原，要由作用物的結(jié)構(gòu)、催化劑的種類、雙鍵的位置以及是否共軛等因素來決定。鍵的位置以及是否共軛等因素來決定。40 烯烴還原的規(guī)律：烯烴還原的規(guī)律： A. A. 單烯烴的還原，烯鍵上取代基數(shù)目及大單烯烴的還原，烯鍵上取代基數(shù)目及大小都會影響其氫化活性，一般隨取代基的小都會影響其氫化活性，一般隨取代基的增加而活性降低。增加而活性降低。 無取代烯鍵（乙烯）單取代烯鍵二取無取代烯鍵（乙烯）單取代烯鍵二取代烯鍵三取代烯鍵四取代烯鍵

22、；代烯鍵三取代烯鍵四取代烯鍵； 末端烯鍵順式取代烯鍵反式取代烯鍵末端烯鍵順式取代烯鍵反式取代烯鍵三取代烯鍵四取代烯鍵。三取代烯鍵四取代烯鍵。41 B. B. 不對稱和非共軛雙烯或多烯不對稱和非共軛雙烯或多烯 一般取決于烯鍵上取代基的多少，其活性一般取決于烯鍵上取代基的多少，其活性順序類似于上述單烯烴；順序類似于上述單烯烴； 共軛雙烯或多烯的部分還原，多得到混合共軛雙烯或多烯的部分還原，多得到混合物；物； 結(jié)構(gòu)復(fù)雜的烯烴還原時，除炔鍵、芳香結(jié)構(gòu)復(fù)雜的烯烴還原時，除炔鍵、芳香硝基和酰鹵外，其它還原性基團存在時，一硝基和酰鹵外，其它還原性基團存在時，一般不受影響；般不受影響； 烯鍵氫化是催化氫化的主

23、要應(yīng)用，用其它烯鍵氫化是催化氫化的主要應(yīng)用，用其它方法很少能完成這類反應(yīng)。方法很少能完成這類反應(yīng)。42 許多藥物及其中間體的制備涉及到烯鍵的許多藥物及其中間體的制備涉及到烯鍵的氫化。如解痙藥新握克丁中間體、冠狀動氫化。如解痙藥新握克丁中間體、冠狀動脈擴張藥維拉帕米中間體以及孕激素雙炔脈擴張藥維拉帕米中間體以及孕激素雙炔失碳酯中間體的合成。失碳酯中間體的合成。 43 2、均相催化反應(yīng)：、均相催化反應(yīng)： 均相氫化催化劑均相氫化催化劑是具有空是具有空d d軌道的第軌道的第族過渡元素族過渡元素RhRh、RuRu、CoCo及及PtPt等的配合物。常見的配體有等的配合物。常見的配體有ClCl、CNCN、H

24、 H等離子和三苯膦、胺、等離子和三苯膦、胺、COCO、NONO等帶有孤電子等帶有孤電子對的極性分子。如對的極性分子。如(Ph(Ph3 3P)P)3 3RhClRhCl簡稱簡稱TTCTTC。主要用。主要用于選擇性還原碳于選擇性還原碳- -碳雙鍵。碳雙鍵。 優(yōu)點：優(yōu)點： 較高的選擇性；較高的選擇性； 不對稱還原；不對稱還原； 對毒劑不敏感，不易中毒；對毒劑不敏感，不易中毒； 不伴隨發(fā)生異構(gòu)化、氫解等副反應(yīng)。不伴隨發(fā)生異構(gòu)化、氫解等副反應(yīng)。44末端雙鍵易氧化末端雙鍵易氧化 單取代雙取代三取代四取代單取代雙取代三取代四取代OHOHH2/TTCPhH RT90%易氫化末端雙鍵S CH2CH=CH2S C

25、H2CH2CH3H2TTCS使催化劑中毒TTC本身就是絡(luò)合物不會使催化劑中毒453 3硼氫化反應(yīng)硼氫化反應(yīng)( (了解了解) ) 硼烷是硼和氫組成的化合物的總稱，又稱硼氫硼烷是硼和氫組成的化合物的總稱，又稱硼氫化合物。常溫下，甲硼烷（化合物。常溫下，甲硼烷（BH3）、乙硼烷（）、乙硼烷（B B2 2H H6 6）為氣體，丁硼烷為氣體，丁硼烷(B(B4 4H H1010) )為液體，癸硼烷為液體，癸硼烷(B(B1010H H1414) )為為固體。藥物合成反應(yīng)中，甲硼烷、乙硼烷是進行還固體。藥物合成反應(yīng)中，甲硼烷、乙硼烷是進行還原反應(yīng)的重要試劑。原反應(yīng)的重要試劑。 硼烷與碳硼烷與碳- -碳不飽和鍵

26、加成而形成烴基硼烷的反碳不飽和鍵加成而形成烴基硼烷的反應(yīng)稱為硼氫化反應(yīng)。所形成的烴基硼烷加酸水解使應(yīng)稱為硼氫化反應(yīng)。所形成的烴基硼烷加酸水解使碳碳- -硼鍵斷裂而得飽和烴，從而使不飽和鍵還原。硼鍵斷裂而得飽和烴，從而使不飽和鍵還原。C C+BH3O(CH2CH2OCH3)2C CH BH2C CH BH2C CH( )3BH3OC CHH3B(OH)346 硼烷對碳硼烷對碳- -碳雙鍵的加成速度，受反應(yīng)物與碳雙鍵的加成速度，受反應(yīng)物與硼烷硼烷取代基立體位阻取代基立體位阻的影響，隨著烷烴取代的影響，隨著烷烴取代基數(shù)目增加而降低基數(shù)目增加而降低 硼烷與硼烷與不對稱烯烴不對稱烯烴加成時，硼原子主要加

27、成加成時，硼原子主要加成取代其取代其較少的碳原子較少的碳原子上上 烯烴碳原子上取代基數(shù)目相等，則取代基的烯烴碳原子上取代基數(shù)目相等，則取代基的位阻對反應(yīng)結(jié)果影響較大，位阻對反應(yīng)結(jié)果影響較大，位阻大的位阻大的位置生位置生成的硼加成物成的硼加成物較少較少 與不飽和鍵的加成反應(yīng)生成烷基取代硼烷后，與不飽和鍵的加成反應(yīng)生成烷基取代硼烷后，不經(jīng)分離，直接進行氧化，即可得到相應(yīng)的不經(jīng)分離，直接進行氧化，即可得到相應(yīng)的醇，進而可氧化為醛或酮。醇羥基的位置與醇，進而可氧化為醛或酮。醇羥基的位置與取代硼烷中硼原子的位置相當，此法常用來取代硼烷中硼原子的位置相當，此法常用來制備伯醇制備伯醇。47二、芳烴的還原反應(yīng)

28、二、芳烴的還原反應(yīng) 1 1、催化氫化法、催化氫化法 不同的催化劑有不同的活性次序，如：在不同的催化劑有不同的活性次序，如：在乙酸中用鉑作催化劑時，取代基的活性為乙酸中用鉑作催化劑時，取代基的活性為ArOHArOHArNHArNH2 2ArHArHArCOOHArCOOHArCHArCH3 3；用鉑、；用鉑、釕催化劑可在較低的溫度和壓力下氫化，釕催化劑可在較低的溫度和壓力下氫化，而鈀則需較高的溫度和壓力。而鈀則需較高的溫度和壓力。 酚類氫化可得酚類氫化可得環(huán)己酮類環(huán)己酮類化合物，這是制備化合物，這是制備取代環(huán)己酮類簡捷的方法取代環(huán)己酮類簡捷的方法481 1 催化氫化催化氫化 ( (高壓高溫條件下

29、）高壓高溫條件下）RRH2/Ni300Kg/cm2 140H2/Ni100Kg/cm2 200CH3H3COHCH3H3COPd-C/H2492 2、BirchBirch反應(yīng)（伯奇還原）反應(yīng)（伯奇還原） 芳香化合物用堿金屬（鈉、鉀或鋰）在液芳香化合物用堿金屬（鈉、鉀或鋰）在液氨與醇（乙醇、異丙醇或仲丁醇）的混合氨與醇（乙醇、異丙醇或仲丁醇）的混合液中還原，苯環(huán)可被還原成非共軛的液中還原，苯環(huán)可被還原成非共軛的1 1，4-4-環(huán)己二烯化合物。環(huán)己二烯化合物。 RLi(orNa,K)液氨R50 BirchBirch反應(yīng)歷程為電子轉(zhuǎn)移類型，當環(huán)上具有吸電反應(yīng)歷程為電子轉(zhuǎn)移類型，當環(huán)上具有吸電子基時，

30、能加速反應(yīng)；具有供電子基時，則阻礙子基時，能加速反應(yīng)；具有供電子基時，則阻礙反應(yīng)進行反應(yīng)進行 ，一元取代苯，若取代基為供電子基化一元取代苯，若取代基為供電子基化合物，生成合物，生成1-1-取代取代-1-1，4-4-環(huán)己二烯；若為吸電子環(huán)己二烯；若為吸電子基，則生成基，則生成1-1-取代取代-2-2，5-5-環(huán)己二烯。環(huán)己二烯。R=吸電基,COOH51 注：注：使用堿金屬使用堿金屬- -液氨液氨- -醇試劑時，除能還醇試劑時，除能還原芳環(huán)成二氫苯類外，分子中若有原芳環(huán)成二氫苯類外，分子中若有羰基或羰基或與芳環(huán)共軛的烯鍵及末端烯鍵與芳環(huán)共軛的烯鍵及末端烯鍵時，則時，則同時同時還原。還原。 52第三

31、節(jié)、羰基第三節(jié)、羰基(醛、酮醛、酮)的還原反應(yīng)的還原反應(yīng) 一、還原成烴類一、還原成烴類 二、還原成醇二、還原成醇 三、還原胺化三、還原胺化RCR1O(H)RCHR1OH(H)H醇 ， 酚RCR1O(H)RH2CR1(H)H烷 烴 ， 芳 烴RCR1O(H)R2NH2CNRR1(H)R2HCHNHR2RR1(H)胺53一、醛基和酮基還原成烴的反應(yīng)一、醛基和酮基還原成烴的反應(yīng) 1. Clemmensen Reaction 由丹麥人由丹麥人Clemmensen 1913年發(fā)現(xiàn)：在酸性條件年發(fā)現(xiàn)：在酸性條件下用鋅汞齊或鋅粉將醛基還原成甲基，酮基還原成下用鋅汞齊或鋅粉將醛基還原成甲基，酮基還原成亞甲基。

32、亞甲基。 通式：通式：RRCH2R（H）COR（H）Zn-Hg or ZnHCl鋅汞齊的制備：將鋅粉或鋅粒用鋅汞齊的制備：將鋅粉或鋅粒用5%-10%的二氯化汞水溶的二氯化汞水溶液處理后制得，將鋅汞齊與羰基化合物在約液處理后制得，將鋅汞齊與羰基化合物在約5%鹽酸中回流鹽酸中回流進行還原反應(yīng)。進行還原反應(yīng)。54R COR1Zn,H+H+H+R COH+R1Zn(e)R C R1ZnH+RCOHR1R C R1Zn+Zn(e)R C-R1Zn+R C R1Zn+H-Zn2+R C-R1HH+R C R1HHOH自由基中間體歷程：自由基中間體歷程： 55總反應(yīng)式：總反應(yīng)式： 影響因素：影響因素： 反應(yīng)

33、條件反應(yīng)條件 (a)溶劑與鋅粉溶劑與鋅粉:反應(yīng)中對于難溶于反應(yīng)中對于難溶于HCl的有機物，的有機物，加乙醇，加乙醇，HOAC, 以增加其溶解度。有時為了防止以增加其溶解度。有時為了防止水中濃度過高而引起雙分子偶聯(lián)，加入甲苯，苯水中濃度過高而引起雙分子偶聯(lián)，加入甲苯，苯等與水不混溶的溶劑，使之形成多相反應(yīng)，減少等與水不混溶的溶劑，使之形成多相反應(yīng)，減少水中酮的濃度。水中酮的濃度。 RCOR + 4HCl +2ZnRCH2R + 2ZnCl2 + H2O56 （b）酸的種類及其濃度）酸的種類及其濃度 一般選用一般選用HX酸，其酸性強，酸，其酸性強，X不被還原，不被還原，常用常用HCl其濃度為其濃度

34、為20-40%。一般認為。一般認為Cl對反應(yīng)的影響較大，對反應(yīng)的影響較大，H 較小。較小。 脂肪酮、醛或脂環(huán)酮的脂肪酮、醛或脂環(huán)酮的Clemmensen還原易還原易產(chǎn)生樹酯化或雙分子還原，生成頻哪醇等產(chǎn)生樹酯化或雙分子還原，生成頻哪醇等副產(chǎn)，因而收率較低。副產(chǎn)，因而收率較低。5758 （c）反應(yīng)溫度與時間）反應(yīng)溫度與時間 一般的條件是一般的條件是reflux 6-8 hr，對某些對強酸，對某些對強酸不穩(wěn)定的化合物，可采用在不穩(wěn)定的化合物，可采用在 r.t 放置放置1-2天，天，然后回流然后回流30-32小時，有時在小時，有時在0反應(yīng)。反應(yīng)。59 (1) 本反應(yīng)適用于芳香本反應(yīng)適用于芳香-脂環(huán)酮

35、還原，對于酸脂環(huán)酮還原，對于酸穩(wěn)定的酮，且芳環(huán)上有羧基時，反應(yīng)速度穩(wěn)定的酮，且芳環(huán)上有羧基時，反應(yīng)速度快，收率好，有快，收率好，有-OH及及OCH3亦有利于反應(yīng)亦有利于反應(yīng) HClHg-Zn67%H3COOHCH3H3COOHCHOOHCOCH3OHOHCH2CH3OH97%60 (2) 還原不飽和酮時，通常分子中的孤立雙還原不飽和酮時，通常分子中的孤立雙鍵可不受影響鍵可不受影響,、-不飽和醛酮的雙鍵同時不飽和醛酮的雙鍵同時被還原被還原 Zn-HgHClCH3CH2CH2CHCHHCOphCCCOCH3phCHCHCH2CH361 (3) 分子中分子中-COOH,COOR一般不受影響，一般不受

36、影響，羧基被還原。羧基被還原。 -酮酸、酯衍生物還原時，只能得到酮酸、酯衍生物還原時，只能得到-羥羥基酯，基酯，-酮酸、酯衍生物還原得亞甲基。酮酸、酯衍生物還原得亞甲基。COCH2CH2COOHCH2CH2CH2COOH90%CH3COCOOEtZn-HgHClCH3CHCOOEtOHCH3COCH2COOEtCH3CH2CH2COOEt62 副反應(yīng)：副反應(yīng)：1,3二酮還原時，產(chǎn)生分子間偶二酮還原時，產(chǎn)生分子間偶聯(lián)外，還有分子內(nèi)偶聯(lián)。聯(lián)外，還有分子內(nèi)偶聯(lián)。2H+,2eHOHOHOCH2OOOOHOHOH2H63COCH3CH3COCH2H3CCOHCH2CCH3OHCCCH3OHH+CH3CC

37、H3OCH2H3COHC64其它環(huán)狀二酮也產(chǎn)生副反應(yīng)：其它環(huán)狀二酮也產(chǎn)生副反應(yīng)： HOH3COOZn-Hg/HClHOOOOHOH652.Wolff-Kishner-黃鳴龍還原黃鳴龍還原 醛酮在強堿條件下，與水合肼縮合成腙，醛酮在強堿條件下，與水合肼縮合成腙，進而放出氮氣，分解轉(zhuǎn)變成甲基和亞甲基進而放出氮氣，分解轉(zhuǎn)變成甲基和亞甲基的反應(yīng)。的反應(yīng)。 通式：通式：RCROH2NNH2RCH2R+B+ N2RCRNNH2TEG or DEG(三甘醇、二甘醇）120（蒸出H2O)RCH2R200 KOH6590%66 最初的反應(yīng)只有將羰基轉(zhuǎn)變?yōu)殡昊蛘呤强s胺脲后最初的反應(yīng)只有將羰基轉(zhuǎn)變?yōu)殡昊蛘呤强s胺脲后

38、和和EtONa于封管中加熱于封管中加熱200反應(yīng)，收率低，操反應(yīng)，收率低，操作復(fù)雜，缺少實際應(yīng)用價值。作復(fù)雜，缺少實際應(yīng)用價值。1946年黃鳴龍改進，年黃鳴龍改進，將醛或酮和將醛或酮和85%水合肼，水合肼，KOH or NaOH混合后，混合后，在在DEG(二聚乙二醇）或二聚乙二醇）或TEG（三聚乙二醇）等（三聚乙二醇）等高沸點溶劑中加熱到高沸點溶劑中加熱到180-200常壓反應(yīng)常壓反應(yīng)2到到4小小時，即還原得亞甲基產(chǎn)物。此法不須加壓，且收時，即還原得亞甲基產(chǎn)物。此法不須加壓，且收率有所提高，一般率有所提高，一般60-95% 之間。之間。67歷程歷程 ：B: RONa, HO, CH3SOCH2

39、,CORR1NH2NH2CRR1HONHNH2CRR1NNH2CRR1NNHHOHHOHCRR1HNNH+OHCRR1HNNHOHHCRR1HOHH2CRR1+OH68影響因素影響因素 (1) 化合物結(jié)構(gòu)化合物結(jié)構(gòu)(a) 本法適于對本法適于對H+敏感而對敏感而對-OH 穩(wěn)定化合物，不受穩(wěn)定化合物，不受分子量大小、水溶性小的限制，適用于各種酮。分子量大小、水溶性小的限制，適用于各種酮。(b) 結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)中的 , 醚鍵，羧基等不受影響。醚鍵，羧基等不受影響。 CC OH2N/NH2.KOHNN85%69(CH2)4H2N/NH2.KOHOC(CH2)4COOHCOOH(CH2)4CH2(CH2)

40、4COOHCOOH94%OCOCH2CH2COOHH2NNH2.KOHTEGOCH2CH2CH2COOH70 （c）帶有別的官能團的酮或醛用此法還原，）帶有別的官能團的酮或醛用此法還原，得不到相應(yīng)的亞甲基化合物，而是其他的得不到相應(yīng)的亞甲基化合物，而是其他的產(chǎn)物。產(chǎn)物。 () 、-不飽和醛易發(fā)生雙鍵位移不飽和醛易發(fā)生雙鍵位移65%CHOH2NNH2 EtOHCH285%水合肼 /KOH80%HCHOCH271 () 、-不飽和醛、酮還原產(chǎn)生吡唑類化不飽和醛、酮還原產(chǎn)生吡唑類化合物合物CCHCOCH3H3CH3CNH2NH2CCHC CH3H3CH3CNNHHOHCCH C CH3H3CH3CN

41、NHHOHNCH3NH3CH3CH72（）-環(huán)氧酮還原同時生成烯醇環(huán)氧酮還原同時生成烯醇 OHH2NNH2/KOHOONNOOOHHOHH OH原因原因: 73（2）反應(yīng)條件的影響）反應(yīng)條件的影響本反應(yīng)使用水合肼本反應(yīng)使用水合肼85%，KOH, TEG, 一般在一般在150-180反應(yīng)。如果是叔丁醇鉀反應(yīng)。如果是叔丁醇鉀CH3SOCH3則可在室溫下進行則可在室溫下進行 OACOH2NNH2/t-BuOK/DMSOACO74（b b）采用還原劑）采用還原劑NaBH3CN（氰基硼氫鈉）（氰基硼氫鈉）與羰基與羰基化合物及對甲苯磺酰肼生成的腙反應(yīng)，能使羰基化化合物及對甲苯磺酰肼生成的腙反應(yīng)，能使羰基化

42、合物在十分溫和的條件下，生成相應(yīng)的烴，而酯基、合物在十分溫和的條件下，生成相應(yīng)的烴，而酯基、酰胺基、氰基、鹵原子不受影響?？蓽p少副反應(yīng)。酰胺基、氰基、鹵原子不受影響?？蓽p少副反應(yīng)。CH3CO(CH2)3COO(CH2)7CH370%NaBH4/THF(1)(2)CH3(CH2)4COO(CH2)7CH3H3CSOONHNH275二、羰基還原成醇的反應(yīng)二、羰基還原成醇的反應(yīng) 1.金屬氫化物作還原劑：金屬氫化物作還原劑： 目前，金屬氫化物已成為還原羰基化合目前，金屬氫化物已成為還原羰基化合物為醇的首選試劑。這些方法具有反應(yīng)物為醇的首選試劑。這些方法具有反應(yīng)條件溫和，副反應(yīng)少和產(chǎn)率高等優(yōu)點。條件溫和

43、，副反應(yīng)少和產(chǎn)率高等優(yōu)點。RHCHR1CORR1OH76 最常用的還原劑有：最常用的還原劑有： （1）氫化鋁鋰氫化鋁鋰（LiAlH4) （2）硼氫化鉀（）硼氫化鉀（鈉鈉、鋰）、鋰）K（Na、Li）BH477 （1） LiAlH4還原反應(yīng)還原反應(yīng)機理：機理： 四氫鋁離子（四氫鋁離子（AlH4-)或四氫硼離子（或四氫硼離子（BH4-）具）具有親核性，可以向極性不飽和鍵中帶正電的碳原有親核性，可以向極性不飽和鍵中帶正電的碳原子進攻，進而發(fā)生氫負離子的轉(zhuǎn)移而進行還原。子進攻，進而發(fā)生氫負離子的轉(zhuǎn)移而進行還原。CRR1OAlHHHHCRR1HOAlHHH(a)HOMeCHRR1OH+AlHHHOMe(b

44、)78 四氫鋁離子和四氫硼離子都有四個可供轉(zhuǎn)四氫鋁離子和四氫硼離子都有四個可供轉(zhuǎn)移的負氫離子，因此，還原反應(yīng)可以逐步移的負氫離子，因此，還原反應(yīng)可以逐步進行，理論上進行，理論上1摩爾氫化鋁鋰或硼氫化鈉可摩爾氫化鋁鋰或硼氫化鈉可以還原以還原4摩爾的羰基化合物。在無質(zhì)子溶劑摩爾的羰基化合物。在無質(zhì)子溶劑中生成中生成(a)，在質(zhì)子溶劑中則得醇（，在質(zhì)子溶劑中則得醇（b)。 特點特點: (a) LiAlH4還原能力強，幾乎所有的還原能力強，幾乎所有的官能團均被還原，選擇性差，用量比理論官能團均被還原，選擇性差，用量比理論多多10% 79（b）反應(yīng)中以）反應(yīng)中以無水乙醚或無水四氫呋喃無水乙醚或無水四氫呋

45、喃為溶劑。因為溶劑。因為氫化鋰鋁常溫下遇水、酸、醇、巰基均分解，放出為氫化鋰鋁常溫下遇水、酸、醇、巰基均分解，放出氫氣，生成相應(yīng)的鋁鹽。因而含氫氣，生成相應(yīng)的鋁鹽。因而含-OH,-SH的酮不能用的酮不能用之還原。加熱也分解之還原。加熱也分解 。LiAlH4 + 4H2OLiOH + Al(OH)3 + 4H2LiAlH4 + 4ROHLiAl(OR)4 + 4H2LiAlH4 + 4HClLiCl + AlCl3 + 4H2LiH + Al + 1/2H2LiAlH4LiAlH2 + H280（c）后處理：反應(yīng)后一般加含水乙醚，乙醇，）后處理：反應(yīng)后一般加含水乙醚，乙醇，10NH4Cl 水溶液

46、水溶液等分解氫化鋰鋁和還原產(chǎn)物，一般水要等分解氫化鋰鋁和還原產(chǎn)物，一般水要用計算量，使生成顆粒狀的沉淀用計算量，使生成顆粒狀的沉淀LiAlO2便于分離。如便于分離。如果加水過多果加水過多LiAlO2進一步水解呈膠狀氫氧化鋁，并與進一步水解呈膠狀氫氧化鋁，并與水和有機溶劑形成乳化層，致使分離困難，產(chǎn)物損失水和有機溶劑形成乳化層，致使分離困難，產(chǎn)物損失較大。較大。LiAlH4LiAlO2 + H2+ 2H2O81反應(yīng)實例：反應(yīng)實例：CHOLiAlH4CH2OH86%Et2On-C6H13CHOn-C6H13CH2OH85%COCH3CH2(OH)CH3100%8282%COCOCHHCOHOHCH

47、CH1/2LAH1/4LAHCH2CH2CH2OHCHCH2OH92%CHHCOCOCH3OHO2N1/4LAHCH2CH3O2N83（2）NaBH4,KBH4,LiBH4 機理：與機理：與 LiAlH4一致一致 特點：特點：(a) NaBH4,KBH4 ,LiBH4還原能力較還原能力較LiAlH差差,但選擇性好。一般只能還原醛、酮的但選擇性好。一般只能還原醛、酮的C=O，而，而對其如酯，酰胺，羧酸，對其如酯，酰胺，羧酸，-CH=NH,NO2,R-X,CN,-S-S等均無影響等均無影響COCH2CH2Cl(CH2)4COOEtKBH4/EtOHLiAlH4Et2OCH(OH)CH2CH2Cl(

48、CH2)4COOEtCH(OH)CH2CH2Cl(CH2)4CH2OH84（b）反應(yīng)一般以醇、水為溶劑，常溫下）反應(yīng)一般以醇、水為溶劑，常溫下NaBH4,KBH4,LiBH4對于醇、水穩(wěn)定對于醇、水穩(wěn)定，在水中只有，在水中只有加熱時才反應(yīng)加熱時才反應(yīng) NaBH4 + 2H2ONaBO2 + 4H2NaBH4與與KBH4極似，但極似，但KBH4不易吸濕，故現(xiàn)多用不易吸濕，故現(xiàn)多用KBH4 （c）后處理方法：）后處理方法：加烯酸或加丙酮反解未反應(yīng)的加烯酸或加丙酮反解未反應(yīng)的NaBH4KBH4 + HCl + 3H2OB(OH)3 + KCl + 4H285CHONaBH4CH3OHNO2CH2OH

49、NO2COOEtNaBH4EtOHOOHCOOEt實例實例: 86OCClCH2ClKBH4/甲醇25oOHCClCH2ClOO0.25molNaBH4EtOHOOHOCl3CCHNaBH4H2OCl3CCH2OH用硼氫化鈉作還原劑，飽和醛酮的活性往往大于用硼氫化鈉作還原劑，飽和醛酮的活性往往大于，-不飽和醛酮，因此可以進行選擇性還原。不飽和醛酮，因此可以進行選擇性還原。872. 醇鋁為還原劑醇鋁為還原劑 1925-1926年年Meerwein-Ponndorf-Verley分別報道用烷分別報道用烷氧基鋁和醇來還原醛、酮以制取伯、仲醇的方法氧基鋁和醇來還原醛、酮以制取伯、仲醇的方法RCH2OH

50、 + CH3CHO(EtO)3AlRCHO + CH3CH2OHCHCH3OHCH3Ph2CO+(ipro)3AlPh2CH2OH + CH3COCH3這是仲醇用酮氧化的逆反應(yīng)這是仲醇用酮氧化的逆反應(yīng)88機理： + CH3COCH3RCOR1AlHHOPr-iOPr-iOPr-iRCHOHR1+Al(OPr-i)3CHOOCRAlCH3CH3R89特點：特點： (a)本反應(yīng)是可逆反應(yīng)，增加本反應(yīng)是可逆反應(yīng)，增加Al(OPr-i)3的用的用量和蒸出所生成的丙酮均有利反應(yīng)量和蒸出所生成的丙酮均有利反應(yīng) (b)還原醛類制備伯醇時，一般用還原醛類制備伯醇時，一般用(EtO)3Al及及EtOH，還原酮時

51、用異丙醇鋁，還原酮時用異丙醇鋁/異丙醇異丙醇 (c)反應(yīng)中催化劑遇水分解，需無水操作反應(yīng)中催化劑遇水分解，需無水操作 (d)本反應(yīng)選擇性還原醛，酮。對其它基團本反應(yīng)選擇性還原醛，酮。對其它基團如烯鍵如烯鍵, -Cl,NO2, -COOR,-CONH等均不起等均不起作用作用 90 (e) 1,3-二酮，二酮，-酮酸酯等易于烯醇化的酮酸酯等易于烯醇化的羰基化合物，或含有酚羥基，羧基等酸性羰基化合物，或含有酚羥基，羧基等酸性基團的羰基化合物，其羥基或羧基易與異基團的羰基化合物，其羥基或羧基易與異丙醇鋁成鹽，使還原反應(yīng)受到抑制，所以丙醇鋁成鹽，使還原反應(yīng)受到抑制，所以一般不采用該法或酯化后再反應(yīng)一般不

52、采用該法或酯化后再反應(yīng) OHCRRAl(ipr-O)3OCH2COOEtCRCHCOOEtCRCCOOEtOAl(opri)391 (f) 在制異丙醇酯，加少量在制異丙醇酯，加少量AlCl3則形成氯則形成氯代異丙醇鋁，與羰基的絡(luò)合能力大于異丙代異丙醇鋁，與羰基的絡(luò)合能力大于異丙醇鋁，因而還原效果好。醇鋁，因而還原效果好。3Al(o-ipr)3 + AlCl33 Cl-Al(i-pro)2923催化氫化：催化氫化：了解了解 醛和酮的氫化活性通常大于芳環(huán)，而小于醛和酮的氫化活性通常大于芳環(huán)，而小于不飽和鍵不飽和鍵。 所以當羰基與上述基團共存時，羰基的選所以當羰基與上述基團共存時，羰基的選擇還原是困

53、難的。擇還原是困難的。 還原羰基的同時雙鍵易被還原還原羰基的同時雙鍵易被還原CCCNCC93CHCHOCHH2/RNi100%CH2CH2CH2OHCCH3CH3CH3CH3CHCOCHCH2 / PtHCCH2H3CH3CCH3OHCH2CHCH3CH394其它方法：其它方法：Zn/NaOH100oPhCHPhOHPhCOPhOO25o6 hOHOHNaS2O4連二亞硫酸鈉95 一、酰鹵的還原一、酰鹵的還原 二、酯及酰胺的還原二、酯及酰胺的還原 三、腈的還原三、腈的還原第四節(jié)第四節(jié) 羧酸及其衍生物的還原羧酸及其衍生物的還原96一一 酰氯還原為醛酰氯還原為醛1 Rosenmund反應(yīng)：反應(yīng)：德

54、國化學(xué)家，德國化學(xué)家，1948年發(fā)年發(fā)現(xiàn)，酰氯用受過硫喹啉毒化的鈀催化劑進行現(xiàn)，酰氯用受過硫喹啉毒化的鈀催化劑進行催化還原，生成相應(yīng)醛的反應(yīng)。催化還原，生成相應(yīng)醛的反應(yīng)。通式：通式：RCOClRCHO + HClH2/Pd-BaSO4/ 喹啉-STol97特點：特點： (a)(a)催化劑：催化劑：Pd/BaSO4/ Pd/BaSO4/ 喹啉一硫，喹啉一硫，Pd/BaSO4/Pd/BaSO4/硫硫脲脲/ /TolTol、Pd/BaSO4/2,6-Pd/BaSO4/2,6-二甲基吡啶二甲基吡啶/THF/THF (b)(b)反應(yīng)盡量在較低溫度下進行（反應(yīng)盡量在較低溫度下進行（RT,RT,或更低），或

55、更低），避免進一步還原，但芳酰氯需較高溫度，且選苯避免進一步還原，但芳酰氯需較高溫度，且選苯/ /喹啉喹啉-S-S98 (c)(c)反應(yīng)一般用來制備一元脂肪醛或一元芳香醛，反應(yīng)一般用來制備一元脂肪醛或一元芳香醛，還原二元酰氯得不到二醛，只能得丁內(nèi)酯。還原二元酰氯得不到二醛，只能得丁內(nèi)酯。OOCH2CH2CCClClRosenmundOO99CHOH2/Pd/BaSO4/二 甲 苯PhCHCHCOCl喹 啉-SPhCHCH(d)結(jié)構(gòu)中的雙鍵、結(jié)構(gòu)中的雙鍵、NO2, -Cl,-COOR等不反應(yīng)。等不反應(yīng)。實例：實例：NO2COClNO2CHOH2/Pd-BaSO4喹啉-硫/二甲苯CHOCOClPd

56、/BaSO4CH2CH2COOCH3(Me2N)2C=SCH2CH2COOCH31002 金屬復(fù)氫化合物為還原劑金屬復(fù)氫化合物為還原劑 NaBH4 可以用來還原酰氯為醛，可以用來還原酰氯為醛，-COOH,-COOR不被還原。多用于長鏈脂肪不被還原。多用于長鏈脂肪族物質(zhì)的還原。族物質(zhì)的還原。n-C15H31COClNaBH4dioxanen-C15H31CHO101CHOCOClNO2O2NLiAlHOC(CH3)33CH3OCH2CH2OCH3NO2O2N63%三叔丁氧基氫化鋁鋰CHONCOClLiAlHOC(CH3)33N69%LiAlHOC(CH3)33三叔丁氧基氫化鋁三叔丁氧基氫化鋁鋰鋰

57、/Glyme（乙二醇二甲醚），多用于芳（乙二醇二甲醚），多用于芳香族酰氯的還原。香族酰氯的還原。102二、酯及酰胺的還原二、酯及酰胺的還原1. 還原成醇還原成醇2. 還原成醛還原成醛3. 酯的雙分子還原偶聯(lián)反應(yīng)（偶姻縮合）酯的雙分子還原偶聯(lián)反應(yīng)（偶姻縮合）4. 酰胺的還原酰胺的還原103 1 酯還原成醇酯還原成醇（酯（酯伯醇）伯醇） （1）金屬復(fù)氫化合物）金屬復(fù)氫化合物（LiAlHLiAlH4 4 、NaBHNaBH4 4 ） 羧酸酯用羧酸酯用LiAlHLiAlH4 4還原，可得還原，可得伯醇伯醇，如僅，如僅用少量并在低溫下反應(yīng)或降低用少量并在低溫下反應(yīng)或降低LiAlHLiAlH4 4的還原的

58、還原能力，可使反應(yīng)停留在醛的階段能力，可使反應(yīng)停留在醛的階段 單純使用單純使用NaBH4對酯還原效果較差，加對酯還原效果較差，加入入Lewis酸酸如如AlCl3，可使還原能力大大提高，可使還原能力大大提高，可順利還原酯可順利還原酯，甚至可還原某些羧酸，甚至可還原某些羧酸 104 （a)a)LiAlH4: 用量用量 RCOOR: LiAlH4 =1:0.5OCROR+ LiAlH4RORCHOAlH3-AlH3(OR)RCHO LiAlH4RCHOAlH3HRCH2OH105特點：特點： 如如0.25mol的的LiAlH4并使反應(yīng)在低溫下進行，并使反應(yīng)在低溫下進行，可使之停在醛的階段。加可使之停

59、在醛的階段。加AlCl3或無水或無水EtOH，可降低的可降低的LiAlH4 活性?；钚?。 可使可使，-不飽和酸酯還原成不飽和酸酯還原成，-不飽和不飽和醇。醇。106 LiAlH43+ AlCl33 LiCl + 4 AlH3 LiAlH4+ EtOHLiAlH3(OEt) + 2 H2PhCHCHPhCHCHCOOEtCH2OHLiAlH4-AlCl3 (3:1)Et2O90%CHO LiAlH4CHOCOOEtCOOEtTHFCHOEtOEtOAlH2CHOCH2OHCH2OH107CH LiAlH4COOEtCOOEtCH2CH2OH(CH3)2CHEt2OCHCH2(CH3)2CHCH2

60、OH96%phOH LiAlH4CH2CH2phEt2OCHCH2OHOO92%108 (b) NaBH4 / AlCl3 一般單獨使用一般單獨使用NaBH4不能還原酯，但加入不能還原酯，但加入AlCl3還原能力增加。還原能力增加。(KBH4 or NaBH4)/AlCl3 (1:1)NaBH4+AlCl3NaBH3Cl+AlHCl2比NaBH4還原能力強109CCOOEtCNAlCl3CH2OHNaBH4 EtOH25oCNaBH40oCCHCOOEtCNCHCN85%54%NO2COOEtOCH2OHCH2CH2OCH3NaBH4 / AlCl3CH2CH2OCH3DEGNO2110(2)