典型還原反應(yīng)以及機(jī)理

1、關(guān)于典型還原反應(yīng)及機(jī)理第1頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四目 錄1. 常用還原劑2. NaBH4還原3. 其它典型還原方法4. 總結(jié)第2頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四一、常用還原劑還原劑：可提供電子或有電子偏離的化合物1、金屬單質(zhì) Na、K、Mg、Zn2、H2/M M = Pt、Pd、Ni3、H負(fù)離子 NaNH2、NaH、NaBH4、LiAlH4、NH2NH24、硫化物 H2S、Na2S、Na2SO3、Na2S2O3、保險(xiǎn)粉5、低價(jià)化合物 HI、Fe2+、Cu+、Sn2+第3頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四二、Na

2、BH4還原NaBH4可還原基團(tuán)可還原基團(tuán)醛酮酰氯C=C、CC羧酸、酯、酰氯酰胺、氨基酸硝基、氰基、羰基其它化合物單獨(dú)使用復(fù)合使用復(fù)合元素：羧酸、MCl2(M=Co,Zn,Ni)、I2、季銨鹽復(fù)合目的：提高還原活性及選擇性第4頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四僅使用NaBH4時(shí)還原機(jī)理：二、NaBH4還原機(jī)理1機(jī)理2少量NaOH時(shí)：過量NaOH時(shí)：氫負(fù)離子反應(yīng)機(jī)理水解完體系呈堿性。第5頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.1、還原烯烴、炔烴BH3 ：強(qiáng)還原活性，易與烯烴發(fā)生硼氫化還原反應(yīng)，極不穩(wěn)定乙硼烷硼氫化鈉原位產(chǎn)生(in-situ)(B2H6-

3、THF, B2H6-SMe2, B2H6-NR3) 例：BF3產(chǎn)生硼烷效率更高第6頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.1、還原烯烴、炔烴硼烷還原機(jī)理：烷烴伯醇第7頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.1、還原烯烴、炔烴NaBH4用量大（2當(dāng)量）第8頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.1 還原烯烴、炔烴1. R=CH2OSiMe2But2. R=CH2OCH2CH33. R=CMe2OH配體促進(jìn)Co溶解，提高立體選擇性SnCl4-NaBH4、TiCl4-NaBH4、TiCl4-PhCH2N+(Et)3BH4-亦可使用第9

4、頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四1、可選擇性還原,不飽和羰基化合物的雙鍵；2、NiCl2不可用CoCl2、CuCl2替代；1、NaBH4與I2具有高反應(yīng)活性，B2H6產(chǎn)生效率高；2、 I2采用反應(yīng)量；3、 B2H6純度高，不受BF3等低沸點(diǎn)物質(zhì)影響。2.1 還原烯烴、炔烴第10頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四采用催化量NaI替代I2，電化學(xué)氧化進(jìn)行循環(huán)。2.1 還原烯烴、炔烴第11頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四1、CH2Cl2有利于低極性底物溶解；2、雙取代炔烴主要生產(chǎn)酮2.1 還原烯烴、炔烴第12頁(yè)，共52頁(yè)，2

5、022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四小結(jié)1、NaBH4活性提高是通過原位釋放硼烷；2、羧酸、MCl2、I2、季銨鹽均可提高NaBH4活性；3、反應(yīng)溶劑一般選擇醇、THF、CH2Cl2；4、反應(yīng)可用于還原雙鍵制備伯醇及烷烴；5、NiCl2/NaBH4可選擇性還原, 不飽和羰基化合物的雙鍵；6、CoCl2/NaBH4還原可選擇性得到烷烴或醇。第13頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.2 還原羧酸方案1方案2第14頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四采用比底物酸性更強(qiáng)的羧酸促進(jìn)還原轉(zhuǎn)化方案31、n(CF3COOH) : n(RCOOH)= 1 :

6、 1；2、芳香族羧酸產(chǎn)率低(30%)2.2 還原羧酸第15頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四方案4方案51、ZrCl4比ZnCl2具有更高的催化活性；2、I2催化可實(shí)現(xiàn)-COOH、-COOMe的選擇性還原。2.2 還原羧酸第16頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四I2催化機(jī)理：碘后加I2催化可實(shí)現(xiàn)-COOH、“=”的選擇性還原三聚氯氰催化亦可實(shí)現(xiàn)溫和條件下高效轉(zhuǎn)化方案62.2 還原羧酸第17頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四(BOP)方案7(DIPEA)硝基、腈基、酰胺、鹵代、疊氮基不受還原影響2.2 還原羧酸第18頁(yè)，共5

7、2頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四小結(jié)1、NaBH4直接還原效率低(50%);2、強(qiáng)酸催化可提高反應(yīng)效率，但僅適用于脂肪族底物；3、ZnCl2、 ZrCl4、I2催化對(duì)脂肪族、芳香族底物均有效；4、 I2催化可實(shí)現(xiàn)羧基/酯基、羧基/雙鍵的選擇性還原；5、三聚氯氰亦可活化NaBH4；6、BOP活化羧基后再還原可避免硝基、腈基、酰胺、鹵代、 疊氮等基團(tuán)的影響。第19頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.3 還原氨基酸1、還原時(shí)，立體構(gòu)型不變，未外消旋化2、氨基酸及被保護(hù)的氨基酸均可被還原第20頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四Pent

8、achlorophenolBoc2.3 還原氨基酸Boc保護(hù)基不受還原作用影響第21頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.4 還原酯基1、沒有叔胺存在，式1反應(yīng)效率很低2、腈基、酰胺基、硝基同時(shí)被還原為氨基（式1）n(NaBH4) : n(ZnCl2) : n(叔胺) = 2 : 1 : 1THF為最佳溶劑，醇中主要發(fā)生酯交換反應(yīng)第22頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.5 還原酰胺采用NaBH4/CoCl2還原時(shí)，羥基/非羥基溶劑均可使用第23頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.5 還原酰胺Se化合物與NaBH4反應(yīng)

9、產(chǎn)生化合物5和61、沒有Se化合物，反應(yīng)不能進(jìn)行2、該反應(yīng)不能還原仲酰胺和伯酰胺第24頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.6 還原腈基LiAlH4還原效率低Co、Ni、Ir、Rh、Os、Pt的氯化物、硫酸鹽和乙酸鹽均可與NaBH4結(jié)合使用實(shí)現(xiàn)腈基還原。第25頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.7 還原酰氯氯、硝基、酯基、雙鍵等基團(tuán)不受還原影響第26頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.8 還原硝基酮、脂肪族酯基、烯烴和腈基同時(shí)被還原Me、OH、NH2、OMe、Cl對(duì)反應(yīng)速率無(wú)影響，且不受還原影響第27頁(yè)，共52頁(yè)，20

10、22年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.8 還原硝基活性組分-CN，-C=O，-COOEt，-COOH，Cl，I，CH=CH2不受還原影響第28頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮NaBH(OAc)3還可在酮的存在下選擇性還原醛NaBH4/SnCl2可實(shí)現(xiàn)在芳香族酮存在下選擇性還原芳香族醛第29頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四堿土金屬可促進(jìn),-不飽和酮的選擇性還原第30頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮-烷基-酮酯還原3-酮-2-甲基酯/酰胺還原第31頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月2

11、0日，10點(diǎn)13分，星期四1、高位阻酮生成醇2、芳環(huán)上氯被還原-COOH，-NO2-CONH2，-Cl-COOMe ，-CN不受還原影響鑭系金屬2.9 還原醛和酮第32頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮鑭系金屬在促進(jìn)化學(xué)、立體選擇性上應(yīng)用：第33頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮負(fù)載型NaBH4還原試劑應(yīng)用：縮酮、甲基醚烷基硅烷、乙酸酯、乙酸烯丙酯、烯丙基-內(nèi)酯、氯、孤立雙鍵不受還原影響反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)第34頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮相轉(zhuǎn)移催化劑應(yīng)用：脂肪族、芳香族、

12、不飽和醛基被還原，酮不受影響酮的不對(duì)稱性還原：第35頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮酮的不對(duì)稱性還原：產(chǎn)品易外消旋化，光學(xué)純度低*第36頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮酮的不對(duì)稱性還原：*第37頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮酮的不對(duì)稱性還原：*第38頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮醛、酮的還原胺化：醛、酮與NH3、伯胺、仲胺在還原劑存在下反應(yīng)得到伯胺、仲胺、叔胺核心：還原劑需在醛、酮存在下選擇性還原亞胺。第39頁(yè)，共5

13、2頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮醛、酮的還原胺化：第40頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮醛、酮的還原胺化：形成Mg雙齒配位中間體Ti(Opri)4反應(yīng)條件溫和，適用于對(duì)酸敏感的底物第41頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.9 還原醛和酮環(huán)氧基酮的還原：使用金屬有利于提高選擇性，金屬離子半徑越大，選擇性越高第42頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四2.10 其它化合物的還原單芳基、非芳基醇不能被還原1.芐基醇還原：第43頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分

14、，星期四2.疊氮化物還原：2.10 其它化合物的還原單獨(dú)采用NaBH4還原，主產(chǎn)物為芐醇第44頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四3.肟、肟醚還原：2.10 其它化合物的還原第45頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四4.-C=N,-N=N還原：2.10 其它化合物的還原第46頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四5.烷基/芳基鹵還原：2.10 其它化合物的還原脫保護(hù)第47頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四5.烷基/芳基鹵還原：2.10 其它化合物的還原第48頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四Clemmensen還原法：自由基還原歷程三、其它典型還原方法1、可單獨(dú)只使用鋅粉2、中間體沒有羥基化合物存在第49頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四Wolff L Kishner-Huang minlon還原法三、其它典型還原方法第50頁(yè)，共52頁(yè)，2022年，5月20日，10點(diǎn)13分，星期四