第七章 还原反应

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第七章还原反应7课件1

第七章还原反应7课件1
N
LiAlH4 LiBH4 NaBH4 KBH4


























+2)
+2)
+
+
+
+
RSSR 或 RSO2Cl
RSH
+
+
+
+
1). 脂肪族(RCOOR1)被还原成RCH2OH+R1OH 2). 还原成氧化偶氮化合物Ph-N=NPh
2+02表4年示8月能1日还星期原四,-

CN


CH2CN N
Cl
COOH
CH2NH2 Cl
供氢体
2024年8月1日星C期H四=CHCOOCH3
催化 剂
Pd
产物 CH3CH2(CH2)5CH3
收率 %
70
Pd
CH3CH2CH2Ph
90
Pd-C H2N
COCH3 98
Pd-C Pd-C
O2N
80 NH2
CH3
90
Pd-C N
Pd-C H
CH2CH3
所有非均相催化反应都在催化剂表面进行
影响催化反应的因素:反应物的浓度、反应温度、压力、 搅拌、催化剂的表面面积、助催与中毒现象等
非均相催化反应的过程:五个连续步骤
1). 作用物分子向催化剂界面扩散 2). 作用物分子在催化剂表面吸附(物理吸附和化学吸附) 3). 作用物分子在催化剂表面进行化学反应 4). 产物分子在催化剂表面解吸 5). 产物分子在从催化剂界面向介质扩散解吸

第七章还原 一节

第七章还原 一节
第七章 还原反应
(reduction reaction)
一、还原反应定义:
在化学反应中,使有机分子中碳原子总的氧化态降低的反应 称为还原反应;即在还原剂的作用下,能使有机分子得到电子 或使参加反应的碳原子上的电子云密度增加的反应。(可看作 为有机分子中加氢或减少氧的反应)。
二、分类:
按 还 原 方 法
三、硼氢化钠还原羧酸机理
氢负离子还原机理
O R C OH + NaBH4 O 4 R C O B Na
3
O
4R
C
O
B3 Na + H2
+ 2NaBH4
4
RCH2O 2H2O
B3 Na + 2NaBO2
4RCH2OH + NaBO 2
O 机理:R C R
OBH3 Na
O ℃
NaBH4 -I2 95

THF ,0-25

CH3(CH2)8COOH
CH3(CH2 )8CH2OH

4. 采用卡特缩合剂(BOP reagent)NaBH4体系可以很容易的实现羧酸的选择性还原, 而-NO2、-CN、-COOR等不被还原。
COOH
OH
BOP reagent NaBH4,THF
OH
陈宁等对ZrCl-NaBH4 体系还原羧酸作了系统 的研究,研究内容包括苯甲酸、月桂酸、水杨酸、 硬脂酸、已二酸等的还原,均获得了较高的收率。
3. 以NaBH4-I2体系还原羧酸时,室温条 件下反应,可以获得较高的收率。
需要注意的是,当苯环上为相邻的羧基 和脂基时,只有羧酸被还原。
COOH CO2Et NaBH4 -I2 THF ,0-25 OH CO2Et 82

第七章 还原反应

第七章 还原反应

7.1 催化氢化
催化氢化:分子氢在催化剂作用下,将不饱和 键或基团转化为饱和键与基团的还原反应。
优点:反应定向进行,副反应少、产品质量好、
产率高。生产能力大,对解决环境污染问 题有明显的优越性。 缺点:对生产装置和工业控制的要求较高, 需要优良的催化剂和氢气来源。
机理:首先,在催化剂作用下氢气分解为氢原子、 并吸附在催化剂上。其次,氢原子进攻烯烃双键 碳,使烯烃双键打开,氢原子与其中一个碳原子 成键,另一个吸附在催化剂上的氢原子也与另一
酯族化合物。
N Na EtOH N PhCOCl NaOH N COPh 77-81%
COOH OH
Na , -C5H11OH
COOH COOH 43-50%
OH Li-NH3-EtOH
OH
苯环上有推电子基团,如烃基、烷氧基、胺
基等时,使苯环钝化(苯甲醚除外),致使质子
化发生在2,5位,得3,6-二氢化物。
+ 2CH 3CH 2ONa
2CH 3CH2OH H
H
苯甲醚用金属钠在液氨中还原得到3,6-二氢苯甲醚,
在酸性溶液中水解,经酸催化异构化可得环己烯-3-酮。 典型还原反应可用于(±)硫辛酸的合成。
OCH3 (1)BuLi (2) CH2 CH2 O OCH3 CH2CH2OH Na , NH3 EtOH OCH3 CH2CH2OH
还原。
在精细有机合成中,以化学还原法为主。有
机分子中的氢化反应是所有合成中发展水
平最高的反应。其选择性方面的知识也是
遥遥领先。
还原剂:氢气。低价金属盐,如TiCl3, TiCl2等。
还原性的金属:Li,Na,Mg,Ca,Zn
金属或金属配位催化剂:Ni,Pd,Pt,Ru, Rh, LiAlH4,NaBH4,B2H6 低价态化合物:(N2H4, N2H2,Ph3P,MeS, Na2S2O4,HO-CH2-SO3Na即SFS)。 催化剂活性:Pt>Rh>Ni>Ru, 反应速率跟压力、温度及溶剂有关。

第七章还原反应(精)

第七章还原反应(精)

(69%)
(C=C取代基增多,氢化明显下降)
C7H7SO2NHNH2
CH2 CH CH2 S S CH2 CH CH2

C3H7SSC3H7 (93%)
(用其他方法还原多导致二硫键断裂)
2 均相催化氢化
OH (Ph3P)3RhCl / H2 / PhH
OH (90%)
CH3 O (Ph3P)3RhCl / H2
n-BuCH2CH2BH2
n-BuCH=CH2 b
(n-BuCH2CH2)2BH
n-BuCH=CH2 c
(n-BuCH2CH2)3B
反应速度:a>b>c
(2)
X
2 BH3 CH CH2
X
CH2 CH2 B + X
CH CH3
B
X=-OCH3 91%
9%
当X为供电子基时,更有利单硼化物生成
当烯烃碳原子上取代基数目相等时,取
Coupling
Pinacol Coupling
Blanc Reduction
• 溶解金属还原的一般过程:双电子化,双 质子化。
伯奇还原
金属钠溶解在液氨中可得到一种蓝色的溶液,它 在醇的存在下,可将芳香化合物还原成1,4-环己二烯 化合物,该还原反应称为伯奇还原。
Na NH3(l) C2H5OH
EtOH/HCl/H2O 93%
7%
EtOH/KOH 35-50% 65-50%
(2) 炔、烯的选择性加氢及立体化学
O
O
AcO
Pd / CaCO3 / H2
1kg / cm2, 450C
AcO H
(85%)
(避孕药双炔失磺酯中间体)
(位阻小的一面加氢)

chapter还原反应

chapter还原反应

PhCH=CHCO2Na
Na-Hg H2O
PhCH2CH2CO2Na H+ PhCH2CH2CO2H
1.以甲苯和C3以下的有机物合成PhCH2CH(Li、Na 、K)与液氨、醇组成的混合物进行的还原 谓Birch还原。碱金属在液氨中的溶解度次序为:Li>K>Na。 醇作为质子供给剂。进行还原时,务必除去存在于未经蒸馏的液 氨中的铁盐及其它杂质,少量的这些杂质将促进金属氢化物的 形成,从而抑制碱金属的还原。由于有机反应物在液氨中溶解 度较小,往往于反应体系中加入除去过氧化物和水的干醚和THF 等溶剂溶解。
镁汞齐能还原酮为相应的仲醇,并发生双分子还原反应 生成片呐醇。
1.Mg-Hg/PhH
2 (CH3)2C=O 2.H2O
(CH3)2C C(CH 3)2 OH OH
2PhC=O 1.Al-Hg /THF Ph2C CPh2
2.H2O
OH OH
O + (CH3)2C=O Mg-Hg
Ti C l4
CH3 C CH3 OH OH
NaHB4, LiAlH4, Al(OCH(CH3)2)3: 羰基还原成羟基, 不还原双键 Mg(-Hg) /苯; 双分子还原,得到邻二醇
Zn-Hg/HCl: 羰基---亚甲基 与羰基 共轭的双键也被还原
NH2NH2 + NaOH/O(CH2CH2OH)2 Fe+HCl, 如果芳环上有易被还原的羰基(如醛基),用SnCl2+HCl 较好
O CH3 Na,NH3 EtO H
O CH3
Li ,EtNH2
EtO H Na,NH3
1,4-二氢萘
EtO H
1,4,5,8 四氢萘
COOH Na,NH3 EtO H

第七章 还原反应

第七章 还原反应

H R
H R
R C C R
2) HOAc
在硼烷对烯键的还原反应中,硼烷可视为亲电性氢负离子还原剂, 它首先对富电子的烯键发生亲电进攻,随后将氢负离子转移至烯键上。
金属氢化物还原剂一般对烯键无还原作用,但炔键可被LiAlH4还原 成E-烯烃,如果相邻位置上有羟基(αorβ-炔醇)时,还原反应大大加 速。这可能与羟基参与配位形成环状中间体有关。使用1:2LiAlH4NaOCH3时可增加还原反应的立体选择性,其原因目前尚未弄清。
H H
NH3
H H
H
H
H H
例如:长效避孕药18-甲基炔诺酮(norgestrel)中间体(12)的制备 中,采用了Birch还原。
OH
Li / NH 3 / Et2O -40℃ , 30min
PhCH
CHCN
NaBH4 / BiCl3 95%乙醇
PhCH2CH2CN
(90%)
经过研究证实,它们是首先形成硼烷而发挥其还原作用的。
THF
3 NaBH4 + BiCl3
2B2H6 + NaCl + Bi
7.1. 2 芳烃的还原
苯为难以氢化的芳烃。稠环芳烃(如萘、蒽、菲)的氢化活性大于苯 环。取代苯(如苯酚、苯胺)的活性也大于苯。在乙酸中用铂作催化剂时, 取代基的活性为AcOH>ArNH2>ArH>AcCOOH>AcCH3。不同的催化剂 有不同的活性次序。用铂、钌催化剂可在较低的温度和压力下氢化,而钯 则需较高的温度和压力。例如,苯甲酸催化氢化可生成环己基甲酸:
CO O H
H 2 / 5% P h-C 145~160℃ , 3.92M Pa
COOH
(95% )
酚类氢化可得环己酮类化合物,这是制备取代环己酮类简捷的方法。 如2,4-二甲基苯酚氢化得2,4-二甲基环己酮。

第七章 还原反应(Reduction reaction)

第七章  还原反应(Reduction reaction)

+
CH2OH
+
+
+
+
(ro内酯)
CH2OH
+
ROH
+
+
1
+
HNR2
+ + + + + + + +
15
RCH2OH RCHO CH2NH2 or CHO CH=NH
反应的功能基(底物)生成的功能基(产物) LiAlH4 C R NOH NO2 R C HNH2 NH2 CH3
+
LiBH4
+
NaBH4 KBH4
10
在金属原子上有件大的负电荷,如果在中央金属周围存在给电子 的配位体,如Hө、Clө等则有利于Mn+1…H2ө的形成。通常,若配 合物中央金属原子存在空轨道和处于低氧化态时,更有利于氢的 活化。 H-H键的断裂可以通过异裂或均裂两种方式。由异裂产生的 H-能取代配合物中的负离子(通常是卤素离子),而本身结合到 配合物中去。例如:
+ + +
Mn-2
+
RH2
+
(c) RH2 (d) (e) (f)
Mn(RH) RH Mn(RH)
2 Mn-1 Mn-1 MnX
+ +
RH2 RH2
三、负氢离子转移还原 第三族元素硼、铝等的氢化物,可以氢负离子的形式与不 饱和键加成,得一配合物离子,进而与质子结合而完成加氢还
13
原过程。
H H B H H
9
上述过程可能有不同的途径。 (1)氢的活化 氢的活化为催化氢化关键性的步骤。氢分子十分稳定,离 解能高达109Kcal/mol(1cal=4.1840J)。但当与中央金属配 合时,可显著降低断裂键能。氢分子的活化途径有两种:氢分 子作为电子给与体,将部分成键电子转移到中央金属的空轨道 上去以形成σ-配键;氢分子作为电子接受体,中央金属将部分 电子转移到氢分子的反键轨道,形成反馈键。这类过渡态的两 种极端形式(受电子或给电子)可用Mn-1…H2⊕和Mn+1…H2ө来表 示(M示中央金属。在H2ө和H2⊕中H-H键断裂能量分别为62k cal/mol和18.6kcal/mol。达到低于普通未活化氢分子的键断 裂能量。 形成Mn-1…H2⊕过渡态,配合物中金属原子必须具有低能量 的空轨道,第Ⅷ族过渡金属具有此种空轨道;形成Mn+1…H2ө 过渡态,电子必须由金属原子转移到氢分子的反键轨道,这就

还原反应

还原反应

2019年1月11日星期五
4
3. 官能团对多相催化氢化的活性 很多官能团均可用催化氢化还原,但活性差别较大 不同官能团氢化难易顺序表(由易到难排列)
还原基团
酰卤 RCOX
还原产物
醛 RCHO
条件选择及活性比较 易还原,该反应称为Rosenmund反应, 宜用Lindar催化剂。常用喹啉、硫脲等作 抑制剂
药物合成基础
7.0 概论
第七章 还原反应
7.1 还原反应机理
还原反应:使有机分子中碳原子总的氧化态降低的反应;使
底物(原料)增加氢或失去氧的反应;在还原剂作用下,使有机 分子得到电子或使参加反应的碳原子上电子云密度增高的反应
还原反应的分类:
1)根据使用的还原剂不同,还原反应分为三类: 催化氢化还原反应:在催化剂存在下,与分子氢进行的加氢反应 化学还原反应:使用化学物质作为还原剂进行的还原反应。 按机理分为
伯胺 RCH2 NH2
N H
N
N H N H
N H
稠环芳烃
2019年1月11日星期五
部分氢化产物
1). 活性:菲>蒽>萘 2). 芳香性较小的环首先氢化
6
还原基团
酯 RCOOR1
还原产物
醇 RCH2OH + R1OH
条件选择及活性比较
1). Pd、Pt 通常无催化活性 2). 常用 Cu(CrO2)2 作催化剂在 高温加压下氢化 1). 内酰胺一氢化 2). 酯酰胺难于氢化,需在高温 下进行 3). 不能用醇作溶剂 1). 活性 PhNH2>PhOH>PhCH3>Ph-H 2). 苯环难于氢化,常用 Ni, Rh, Ru 作催化剂,且加压 难于用一般的催化氢化还原 用 RhO2 或 RuO2 作催化剂在 200o 1200 大气压可进行 不能 7

第七章 还原反应

第七章 还原反应
第七章 还原反应
7.1 催化氢化
7.2 碳—碳不饱和键的还原
7.3 芳环、杂环的还原 7.4 羰基化合物的还原 7.5 羧酸及其衍生物的还原 7.6 含氮化合物的还原
还原反应:为有机化合物中的不饱和键进行加
氢,以及对分子中与碳原子相连的原子和
基团用氢去置换的反应。
还原反应类型:催化氢化;化学还原;电解
碳-碳叁键属最容易氢化基团,反应条件较温和, 从工业制备价值看,炔烃氢化主要是选择性氢化,
使反应终止在烯烃阶段
RCHC CCH2R' B2H6 RCH2CH R'CH2C 3 B CH3COOH H H H2C C C H CH2 R'
若用钠在液氨中则得到反式烯烃。
RCHC CCH 2R' 2Na NH 3 RCH 2 Na C C Na CH2R' 2NH3 RCH 2 H C C H CH 2 R'
+ 2CH 3CH 2ONa
2CH 3CH2OH H
H
苯甲醚用金属钠在液氨中还原得到3,6-二氢苯甲醚,
在酸性溶液中水解,经酸催化异构化可得环己烯-3-酮。 典型还原反应可用于(±)硫辛酸的合成。
OCH3 (1)BuLi (2) CH2 CH2 O OCH3 CH2CH2OH Na , NH3 EtOH OCH3 CH2CH2OH
COOH Na , NH3 EtOH
OC2H5 Na-EtOH
β-乙氧基萘
COOH
OC2H 5 H 2O,H +
92%
O
四氢酮-2
OCH 3 (1)Na-EtOH H3CO (2)H O
OCH3
7.3.2 杂环催化氢化还原
CH3 H 2 ,Pa/C, CH 2COOH,CH3COONa 55-70 ℃,0.2MPa Cl CH3

第七章 还原反应

第七章 还原反应
*通常,比旋度和立体异构体的组成成线性关系,如忽略测定 的实验误差,则%e e和%op两者数值应相等。
Chapter 7 Reduction Reaction
③立体选项百分率(不对称合成百分率): 当产物为一非对映异构体时用立体选项百分率表示。
立体选择(选向)性与立体专一性的区别: 前者选择性(或选向率)大于0,小于100%;后者选向 率或产品关学纯度为100%。一般生物反应具有立体专一性特 征。
Chapter 7 Reduction Reaction
一、手性醛、酮的不对称还原(Cram规则)
对于手性醛、酮,根据手性碳上连接基团性质的差异,其 立体控制途径可分为三类模型: 1.开链模型
O
Z
M
S
R'
LR
OZ
M
S
R
R'
L
Chapter 7 Reduction Reaction
开链模型要点说明:
② 还原试剂包括金属氢化物、醇铝(也包含格氏试剂同 类)将从所成环空间阻碍较小的一边(S所在一边)对羰基进 行加成,从而决定反应的立体选择性;
③ 环状模型中影响立体选择性的因素较之开链模型要复 杂一些,除了手性碳基团与前手性中心羰基之间的立体效应和 电子效应以外,还可能受反应试剂、溶剂、温度等因素的影响。
Chapter 7 Reduction Reaction
不对称反应(合成)效率的表示: 一种立体异构体在产品中占优势的程度。
根据不同的检测方法,可有不同几种表达形式: ①光学纯度百分率(percent optical purity):
②对映体过量百分率(percent enatiomeric excess):
Chapter 7 Reduction Reaction

药物合成反应—第七章还原反应_2

药物合成反应—第七章还原反应_2
1 1.在催化剂的存在下, 有机物(底物)与氢气
反应 , 使一些C-O, C-X, C-S等键断裂, 生成C-H 键的过程称为催化氢化
催化氢化的类型
1 1.非均相催化反应 2 2.均相催化反应
催化氢化的影响因素和 安全技术
1 1.催化氢化的基本过程 2 2.催化剂 3 3.在药物合成中的应用
在药物合成中的应用
1 1 .醛、酮通过还原反应可直接得到烃 2 2.还原得到相应的醇、酚 3 3.还原胺化反应, 是转变羰基为胺或取代
胺基
举例
还原成烃基的反应
1 1 .锌汞齐直接还原为烃(Clemmensen反应) 2 2 .乌尔夫-凯惜钠-黄鸣龙反应 3 3.催化氢化还原 4 4.金属氢化物还原 3
举例பைடு நூலகம்
Clemmensen反应
强碱性条件下,与水合肼作用合成腙,进而放氮分 解转变为甲基或亚甲基。
2
2.收率一般在60%~95%之间, 具有工业生产 价值。
案例分析
案例: 抗癌药苯丁酸氮芥中间体的制备:
分析: 乌尔夫-凯惜钠-黄鸣龙反应应用于本反应,适用于对酸敏感的吡 啶、四氢呋喃衍生物,对于甾族羰基化合物及难溶的大分子羰基化合 物尤为合适。分子中有双键、羰基存在,还原时不受影响,一般位阻 大的酮基也可被还原。
分析: Clemmensen还原反应一般不能适用于对酸和热敏感的羟基 化合物的还原,如采用比较温和的条件,即在无水有机溶剂(醚、 四氢呋喃、乙酐、苯)中,用干燥氯化氢与锌,于0℃左右反应, 就可还原羰基化合物,扩大了本反应的应用范围。
乌尔夫-凯惜钠-黄鸣龙反 应
1 1.概: 乌尔夫-凯惜钠-黄鸣龙反应是醛类或酮类在
1 1.酰卤的还原 2 2.羧酸及酸酐的还原 3 3.酯及酰胺的还原

第七章还原反应

第七章还原反应

第七章还原反应


镍的基本原料是镍—铝合金,其中镍的含量一般在30 %—50%,其镍—铝合金组成的变化,以及在Raney镍的 制备过程中所用碱的浓度、反应温度、反应时间和洗涤 催化剂的条件等方面的差异,可以得到不同活性的Raney 镍。 Raney镍的制备方法可用下列反应式表示
常用的w—2型催化剂的制备过程如下:
5.铂催化剂 铂催化剂包括铂黑、铂/炭和二氧化铂。二氧化铂最为常用, 在使用时将其还原成铂,被称为Admas(克拉姆)催化剂
配料比 氯铂酸:水:纯硝酸钠=1.00:2.86:10.00
第七章还原反应
6.亚铬酸铜(CuCr2O4)催化剂 亚铬酸铜催化剂实际上是多种成分的混合物,CuCr2O4并不能表示其全 部组成。 制法如下:
• 2.被还原物结构的影响
第七章还原反应

3.反应温度和压力的影响
反应温度增高,氢压加大,反应速度也相应加快.但也容易引起副 反应增多,反应选择性下降。

第七章还原反应

4.溶剂的极性与酸碱度的影响
催化剂的活性通常随着溶剂的极性和酸性的增加而增强。低压
催化氢化常用的溶剂有乙酸乙酯、乙醇、水、醋酸等。同一催化 剂在这些溶剂中所表现出来的活性顺序是
配料比 氯化钯:活性炭(处理过):水:浓盐酸:
37%甲醛水溶液=1.00:11.34:146.342.44(V):0.98(V)
第七章还原反应

4.Lindlar催化剂 配料比 氯化钯:浓盐酸:碳酸钙:0.7mol.L-1甲酸 钠水溶液: 8.3%醋酸铅三水合物溶液= 1.00:2.43:12.16:7.09(v):12.06(v)
高压催化氢化不能用酸性溶剂,以免腐蚀高压釜。常用的 溶剂为乙醇、水、环己烷、甲基环已烷、1,4—二氧六环 等。 介质的酸碱度不仅可影响反应速度和选择性,而且对产物的构型 也有较大的影响。 选用的溶剂沸点应高于反应温度,并对产物有较大的溶解度, 这样有利于产物从催化剂表面解吸出来。

第七章 还原反应

第七章 还原反应
H3CO H3CO CH3 CO(CH2)9OAc OCH3 H2, Pd/C H3CO H3CO OCH3 O ClCO(CH2)9OAc H3CO H3CO OCH3 CH3 H3CO H3CO O CH3 (CH2)10OH CH3 (CH2)10OAc -Ac [O]
还原成醇的反应p378 二、还原成醇的反应
O NH2NH2/KOH N H
O
O H2NNH2. H2O kOH O

N H
85%
盐酸胺碘酮中间体
分子中存在的双键不受影响
O 85%H2NNH2 H2O/KOH/TEG 180-200oC
(三)催化氢化还原
O FG R H2/Pd-C H+ FG R
芳香醛、 芳香醛、酮的还原 加压、酸性条件下, 加压、酸性条件下,有利于羰基还原成甲基或亚甲基 条件温和,无副产物 条件温和,
第七章 还原反应
-NO2 -NH2
O C
OH C H H2 C NR1R2 C H
羰基( 的还原反应p374 第三节 羰基(醛、酮)的还原反应
H2 C
(芳香环上引入碳链) 芳香环上引入碳链)
O C
OH C H NR1R2 C H
一、还原成烃的反应
O C
H2 C
(一) Clemmensen还原(酸性条件) 一 还原( 还原 酸性条件)
Leuckart胺烷基化反应 胺烷基化反应p383 胺烷基化反应
R C O + HCOONH4 R'
甲酸铵
R CH R'
NH2
R C O + HCOONR1R2 R'
N-烷基取代甲酰胺 烷基取代甲酰胺
R CH R'
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第七章 还原反应
• 一、概述 • 1.定义: 在化学反应中,使有机物分子中碳原子总的氧
化态降低的反应称还原反应。 • 在还原剂的作用下,使有机物分子得到电子或使参加反
应的碳原子上的电子云密度增加的反应称还原反应。 • 有机分子增加氢或减少氧的反应。
3.应用
意义: NO2
O
NH2
C
OH
C
CC
H
CH CH OH
10036,U.S.A
第二节不饱和烃的还原 一 炔、烯烃的还原1多相催化氢化
多相氢化因素:
a 催化剂:活性高 稳定性 不易中毒,再生 用量 Ni 10%~15%被催化物质质量 Pd/C 1%~5%被催化物质质量 Pt 0.5%~1%被催化物质质量
载体:为增大催化剂的表面在催化剂制备中加入的多孔物质
氯霉素
Ph
C H
C H
CHO Al(OEt)3 Ph EtOH
C H
C H
CH2OH
还原有选择性
第四节 羧酸及其衍生物的还原二酯及酰胺的还原1 酯还原成醇
1 酯还原成醇
①金属复氢化合物为还原剂
(a)LiAiH4 O
R C OR' + LiAiH4
R
OAlH3 C OR'
-AlH3(OR')
H
酯:LiAiH4=1:0.5
Al-Ni+NaOH H2O Na2AlO4+Ni+H2↑
第二节不饱和烃的还原 一 炔、烯烃的还原1多相催化氢化
亚当斯1889年生于美国波士顿,1908年毕业于哈佛大学,曾 在柏林E·费歇尔实验室从事博士后研究工作。这一年的国外学习为 他以后一生的事业奠定了基础,使他成长为美国化学界最有代表性的 人物之一
美国亚当斯化学奖 Roger Adams Award in Organic chemistry 创办时间: 1959年.世界最有成就的一些有机化学家、 诺贝尔奖金获得者都曾获得过亚当斯奖。如1965年获诺贝尔化学奖 金的美国人伍德沃德、1969年获诺贝尔奖金的英国人巴顿等。 颁奖机构:
美国化学协会(American Chemical Society) 通信地址:1155 Sixteenth St., N.W., Wsshington,D.C.
水溶性小的限制,适用于各种酮。 (b) 结构中的 C C , 醚键,羧基等不受影响。
O H2N/NH2.KOH
N
N
85%
O C (CH2)4COOH (CH2)4 COOH
H2N/NH2.KOH
CH2
(CH2)4 COOH (CH2)4 COOH
94%
(2)还原不饱和酮时,通常分子中的孤立双键可不 受影响,α、β-不饱和醛酮的双键同时被还原
O HC C C
HH
Zn-Hg HCl
CH3CH2CH2
phC C COCH3
phCH C CH2CH3 H
• 最初的反应只有将羰基转变为腙或者是缩胺脲后和 EtONa于封管中加热200℃反应,收率低,操作复杂,缺 少实际应用价值。1946年黄鸣龙改进,将醛或酮和85% 水合肼,KOH or NaOH混合后,在DEG(二聚乙二醇) 或TEG(三聚乙二醇)等高沸点溶剂中加热到180-200℃ 常压反应2到4小时,即还原得亚甲基产物。此法不须加
• 还原反应在药物合成中应用最为广泛,许多重要的中间体 如氨基化合物,羟基化合物均用还原反应制备 。
[H]
O2N
OH
H2N
OH
C CH2 N O
HN S
KBH4
(扑热息痛中间体)
CH CH2 N OH
HN S
(左旋咪唑的中间体)
第二节不饱和烃的还原 一 炔、烯烃的还原1多相催化氢化
②钯(Pd)为催化剂
第三节 醛、酮的还原反应二 还原成醇的反应1 金属复氢化合物

CHO NaBH4
CH2OH
CH3OH
NO2
NO2
O NaBH4 H2O
OH 酯羰基不被还原(LiAlH4能还原酯羰基)
COOEt
COOEt
O
OH
1/4当量NaBH4
EtOH
O
O
饱和醛酮的活性大于α,β-不饱和醛酮
第三节 醛、酮的还原反应二 还原成醇的反应 2 异丙醇铝
反应溶剂:苯,EtOH,丙酮 特点:反应条件温和(常温、常压反应);均相反应体系; 氢化顺序:末端双键>单取代>双取代>三取代>四取代
OH
OH
H2/TTC PhH RT
易氢化末端双键 90%
S CH2CH=CH2 H2 TTC
S CH2CH2CH3 S使催化剂中毒
TTC本身就是络合物不会使催化剂中毒
(2)化学还原:除催化氢化以外的所有还原 • ① 无机还原剂:a金属 b.还原性酸,c金属复氢化物 • ② 有机还原剂:水合肼 ,甲醛
第二节不饱和烃的还原 一 炔、烯烃的还原 1多相催化氢化 1 多相催化氢化法 (催化剂 Ni , Pd , Pt )
•①镍为催化剂:
•RNi(Raney Ni)(活性Ni):
2 异丙醇铝为还原剂(Meerwein-Ponndorf-Verley)米尔魏因-庞多夫-韦莱
RCHO+CH3CH2OH
(i-PrO)3Al oppenauer
RCH2OH+CH3CHO
特点:
①可逆反应,增加异丙醇铝的用量,收率提高
②醛用(EtO)3Al; 酮用(i-PrO)3Al O
③反应有选择性,还原-CHO,or C
2.* Birch反应(伯奇还原):芳香化合物用碱金属(钠、钾或 锂)在液氨与醇(乙醇、异丙醇或仲丁醇)的混合液中还原, 苯环可被还原成非共轭的1,4-环己二烯化合物
Birch
R
R=供电基 R
Birch
R=吸电基 R 吸电基加速反应,供电基阻止反应
M NH3 e
M (NH3) e(NH3)
H HH
NH3
NH2
COOH NH2
OH H3C
O Pd-C/H2 H3C
CH3
CH3
H OCH3 Li(e)
H OCH3 NH3
OCH3 Li(e)
H
H
HH
OCH3 NH3
OCH3
HH
HH
HHLi/NH3 EtOH NhomakorabeaCH3O
Li/NH3
EtOH CH3O
3 均相催化反应:使用过渡族金属元素的配合物为催化剂,如: (Ph3P)3RhCl, TTC(氯化(三苯瞵)合铑)、(Ph3P)3RuCl
OO CC
LiAlH4 Et2O
HH CC OH OH
第三节 醛、酮的还原反应二 还原成醇的反应1 金属复氢化合物
( 2)KBH4 NaBH4 LiBH4
机理:
CO
H HB
HH
CH OB
机理与用LiAlH4相同
特点:
O
①活性较LiAlH4 差,一般只能还原 R C R' H 但选择性好
②使用条件:在H2O、ROH中使用,与LiAlH4正相反
H2O R
R' C OH
H
R
R' C O
H-AlH3
R
R'
C H
OAlH3
第三节 醛、酮的还原反应二 还原成醇的反应1 金属复氢化合物
特点:①还原能力强,除 C C , C X 外,都被还原,选择性弱 ②稳定性差,遇水、醇,-SH化合物分解,所以用无水醚为试剂
CHO LiAlH4 Et2O
CH2OH
• 1.Clemmense Reaction
(由丹麦人Clemmense1913年发现:在酸性条件下用
鋅汞齐或鋅粉将醛基还原成甲基,酮基还原成亚甲
基。)
• 通式
R COR'(H) Zn-Hg or Zn HCl
R C H 2R '( H )
鋅汞齐的制备:将鋅粉或鋅粒用5%-10%的二氯化汞水溶液处理后制得,讲鋅 汞齐与羰基化合物在约5%盐酸中回流进行还原反应。
钯黑 PdCl2+H2
Pd↓+HCl
Pd(黑色粉末)
PdCl2+HCHO+NaOH
Pd↓+HCOONa+NaCl+H2O
载体钯:加入载体(活性炭、CaCO3、BaSO4、硅藻土、Al2O3) 增大比表面,增大活性
钯C(Pd/C)
Lindlar Lindlar(林德拉)催化剂 Pd/BaSO4/喹啉 炔
O LiAiH4 OAlH3
R CH
RCH
H2O
H
RCH2OH
(b) 3LiAiH4+AlCl3
3LiCl+4AlH3 (铝烷)还原能力比LiAiH4弱
③铂(Pt)为催化剂
铂 Na2PtCl6 + 2HCl + 6NaOH Pt + 2HCOONa + 6NaCl + 4H2O
H2PtCl6 + NaBH4 Pt
载体铂 PtO2 Adams 亚当斯催化剂
(NH4)2PtCl6 + 4NaNO3
PtO2 + 4NaCl + 2NH4Cl + 4NO2 + O2
1Hkg2//cPmt 2 H2/Pt 2kg/cm2
CC CH2 CH2
c 溶剂: EtOH H2O
O AcOH 效果最好
O
第二节不饱和烃的还原二 芳烃的还原反应 1 催化氢化
R
R
1 催化氢化 (高压高湿条件下)
H2/Ni 300Kg/cm2
140℃
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