5常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能力的比较
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还原型纯金属粉： Pt、Pd、Ni等，如骨架镍、骨架铜 化合物型：氢氧化物、氧化物、硫化物如PtO2、MoS 载体型：如Pt/C、Pd/C
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课程：化工产品合成 知识点：常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能力的比较
江苏高校品牌专业——石油化工技术
课程：化工产品合成 知识点：常用化学反应还原的方法及化
学还原剂还原能力的比较
情境一：邻甲氧基苯胺的合成 任务一：邻甲氧基苯胺合成路线份析
江苏高校品牌专业——石油化工技术
常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能 力的比较
一、常用化学反应还原的方法
（一）化学还原法 使用化学物质作为还原剂的还原方法。 （二）催化氢化法 在催化剂存在下，有机化合物与氢发生的还原反应。 （三）电化学还原法 有机化合物从电解槽的阴极上获得电子而完成的还原反应。
（一）化学还原法
2、锌粉还原 特点
（1）用于还原硝基、亚硝基、腈基、羰基、碳 -碳不饱和键、碳 -卤键、碳 - 硫键等；
（2）还原能力与反应介质的酸碱性有关； （3）多数反应在碱性介质中进行。
（一）化学还原法
? 在碱性介质中对硝基化合物的双分子还原
2ArNO2 + 5Zn + H2O OH- Ar-NH-NH-Ar + 5ZnO Ar-NH-NH-Ar H+ H2N-Ar-Ar-NH2
（一）化学还原法
O
OH
NaBH4
H2O
酯 羰 基 不 被 还 原 （ LiAlH4能 还 原 酯 羰 基 ）
COOEt
CHO NaBH 4 CH 3OH
NO 2
COOEt
CH 2OH
NO 2
O
OH
1/4 当 量 NaBH 4
EtOH
O
O
饱 和 醛 酮 的 活 性 大 于 α,β-不 饱 和 醛 酮
CZ
催化剂 H2
C H + HZ Z=X, O, S
优点：反应易于控制，产品纯度较高，收率较高，三废少，在工 业上应用广泛。
缺点：需要使用带压设备，安全措施要求高，催化剂的选择要求 严格。
? 催化剂的类型
一般金属系：Ni、Cu、Mo、Cr、Fe、Pb 贵金属系：Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Re
H
OAlH3
机理
R CO
R'
H-AlH 3
O R C R'
[H]
OH R C R'
H
H2O
R
C OH
R'
H
（一）化学还原法
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
CO CO
LiAlH 4 Et2O
水溶性大、且可以蒸馏的芳胺 如：间苯二胺、对苯二胺、 2,4- 二氨基甲苯 分离方法： 过滤、浓缩母液、减压蒸馏
（一）化学还原法
适用范围及产品的分离方法
溶于热水、但在冷水中溶解度低的芳胺 如：邻苯二胺、氨基苯酚 分离方法： 热过滤、冷却结晶
含-SO3H和-COOH 的芳胺 如：周位酸、劳伦酸 分离方法： 调节pH至碱性，过滤，酸化或盐析
（一）化学还原法
1、电解质溶液中的铁屑还原： 以金属铁为还原剂，反应在 电解质溶液中进行 选择性好（ 硝基或其它含氮的基团 ） 工艺成熟、简单，适用范围广 副反应少 对设备要求低 产生大量的含胺铁泥和废水
（一）化学还原法
适用范围及产品的分离方法
水溶性小、且易随水蒸气蒸出的芳胺 如：苯胺、氨基氯苯、甲基苯胺 分离方法： 水蒸气蒸馏法
CH2OH
OH OH CH CH
（一）化学还原法
（ 2）KBH 4 NaBH 4 LiBH 4为还原剂
CO
H HB
HH
CH OB
机 理 与 用 LiAlH 4相 同
O
特 点 ： 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
4LiH + AlCl3 → LiAlH4 + 3LiCl
特点：反应速度快，副反应少，选择性好，
件较温和。
主要应用：
-COOH→-CH2OH -C=O→-C-OH
价格高，工业上应用较少
产品收率高，反应条
（一）化学还原法
（1） 金属复氢化合物LiAlH4为还原剂
R C O + AlH4 R'
R
C
R'
催化加氢（催化氢化） 催化氢解
1、催化加氢（催化氢化）
含有不饱和键的有机物分子，在催化剂的存在下，与氢分子反应，使 不饱和键全部或部分加氢的反应，叫做催化加氢（氢化）。
CC
O C
O C OH
CC
O N
O
芳杂环
CN
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱO CH
2、催化氢解
在催化剂存在下，含有 碳杂键的有机物分子与氢气反应，发 生碳杂键断裂， 分解成两部分氢化产物的反应叫做催化氢解。
（一）化学还原法
5、醇铝还原
有机还原剂，如乙醇铝[ Al(OC2H5)3]和异丙醇铝[ Al(OCHCH 3)3]
CH3
2Al + 6C 2H5OH → 2Al(OC 2H5)3 + 3H2↑
特点：作用温和，选择性高，反应速度快， 副反应少，产率高。
只能将羰基还原为羟基
（二）催化氢化还原法
在催化剂的存在下，有机物与氢气（H2)发生的反应叫做催化氢化。
（一）化学还原法
3、硫化碱还原
特点：反应缓和
应用范围： 主要应用于多硝基物的部分还原
还原剂： Na2S2，NaHS 还原剂用量：过量 5～10％
还原温度： 40～80℃
实例：
OH NH2
H2N
OH NH 2
NH 2
NO2
NO 2
NO 2
（一）化学还原法
4、金属复氢化合物还原
主要使用的是 LiAlH4和NaBH4
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情境一：邻甲氧基苯胺的合成 任务一：邻甲氧基苯胺合成路线份析
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常用化学反应还原的方法及化学还原剂还原能 力的比较
一、常用化学反应还原的方法
（一）化学还原法 使用化学物质作为还原剂的还原方法。 （二）催化氢化法 在催化剂存在下，有机化合物与氢发生的还原反应。 （三）电化学还原法 有机化合物从电解槽的阴极上获得电子而完成的还原反应。
（一）化学还原法
2、锌粉还原 特点
（1）用于还原硝基、亚硝基、腈基、羰基、碳 -碳不饱和键、碳 -卤键、碳 - 硫键等；
（2）还原能力与反应介质的酸碱性有关； （3）多数反应在碱性介质中进行。
（一）化学还原法
? 在碱性介质中对硝基化合物的双分子还原
2ArNO2 + 5Zn + H2O OH- Ar-NH-NH-Ar + 5ZnO Ar-NH-NH-Ar H+ H2N-Ar-Ar-NH2
（一）化学还原法
O
OH
NaBH4
H2O
酯 羰 基 不 被 还 原 （ LiAlH4能 还 原 酯 羰 基 ）
COOEt
CHO NaBH 4 CH 3OH
NO 2
COOEt
CH 2OH
NO 2
O
OH
1/4 当 量 NaBH 4
EtOH
O
O
饱 和 醛 酮 的 活 性 大 于 α,β-不 饱 和 醛 酮
CZ
催化剂 H2
C H + HZ Z=X, O, S
优点：反应易于控制，产品纯度较高，收率较高，三废少，在工 业上应用广泛。
缺点：需要使用带压设备，安全措施要求高，催化剂的选择要求 严格。
? 催化剂的类型
一般金属系：Ni、Cu、Mo、Cr、Fe、Pb 贵金属系：Pt、Pd、Rh、Ir、Os、Ru、Re
H
OAlH3
机理
R CO
R'
H-AlH 3
O R C R'
[H]
OH R C R'
H
H2O
R
C OH
R'
H
（一）化学还原法
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
CO CO
LiAlH 4 Et2O
水溶性大、且可以蒸馏的芳胺 如：间苯二胺、对苯二胺、 2,4- 二氨基甲苯 分离方法： 过滤、浓缩母液、减压蒸馏
（一）化学还原法
适用范围及产品的分离方法
溶于热水、但在冷水中溶解度低的芳胺 如：邻苯二胺、氨基苯酚 分离方法： 热过滤、冷却结晶
含-SO3H和-COOH 的芳胺 如：周位酸、劳伦酸 分离方法： 调节pH至碱性，过滤，酸化或盐析
（一）化学还原法
1、电解质溶液中的铁屑还原： 以金属铁为还原剂，反应在 电解质溶液中进行 选择性好（ 硝基或其它含氮的基团 ） 工艺成熟、简单，适用范围广 副反应少 对设备要求低 产生大量的含胺铁泥和废水
（一）化学还原法
适用范围及产品的分离方法
水溶性小、且易随水蒸气蒸出的芳胺 如：苯胺、氨基氯苯、甲基苯胺 分离方法： 水蒸气蒸馏法
CH2OH
OH OH CH CH
（一）化学还原法
（ 2）KBH 4 NaBH 4 LiBH 4为还原剂
CO
H HB
HH
CH OB
机 理 与 用 LiAlH 4相 同
O
特 点 ： 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
4LiH + AlCl3 → LiAlH4 + 3LiCl
特点：反应速度快，副反应少，选择性好，
件较温和。
主要应用：
-COOH→-CH2OH -C=O→-C-OH
价格高，工业上应用较少
产品收率高，反应条
（一）化学还原法
（1） 金属复氢化合物LiAlH4为还原剂
R C O + AlH4 R'
R
C
R'
催化加氢（催化氢化） 催化氢解
1、催化加氢（催化氢化）
含有不饱和键的有机物分子，在催化剂的存在下，与氢分子反应，使 不饱和键全部或部分加氢的反应，叫做催化加氢（氢化）。
CC
O C
O C OH
CC
O N
O
芳杂环
CN
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱO CH
2、催化氢解
在催化剂存在下，含有 碳杂键的有机物分子与氢气反应，发 生碳杂键断裂， 分解成两部分氢化产物的反应叫做催化氢解。
（一）化学还原法
5、醇铝还原
有机还原剂，如乙醇铝[ Al(OC2H5)3]和异丙醇铝[ Al(OCHCH 3)3]
CH3
2Al + 6C 2H5OH → 2Al(OC 2H5)3 + 3H2↑
特点：作用温和，选择性高，反应速度快， 副反应少，产率高。
只能将羰基还原为羟基
（二）催化氢化还原法
在催化剂的存在下，有机物与氢气（H2)发生的反应叫做催化氢化。
（一）化学还原法
3、硫化碱还原
特点：反应缓和
应用范围： 主要应用于多硝基物的部分还原
还原剂： Na2S2，NaHS 还原剂用量：过量 5～10％
还原温度： 40～80℃
实例：
OH NH2
H2N
OH NH 2
NH 2
NO2
NO 2
NO 2
（一）化学还原法
4、金属复氢化合物还原
主要使用的是 LiAlH4和NaBH4