还原反应机理

2020/5/28,1,第九章还原反应,增加氢原子,减少氧原子,9.1化学还原反应9.2催化氢化,2020/5/28,2,9.1化学还原反应,9.1.1金属还原剂1.底物与进攻试剂活泼金属合金其盐类。一般用于还原反应的活泼金属有碱金属、碱土金属、以及铝、锡、铁等。合金包括钠汞齐、锌汞齐、铝汞齐、镁汞齐等。金属盐有硫酸亚铁、氯化亚锡等。,2020/5/28,3,2.反应机理及影响因素,2020/5/28,4,电解质,介质,化学结构与反应活性,铁的品质和用量,过程与特点,消炎药苯恶洛芬中间体,（1）铁和低价铁盐为还原剂,2020/5/28,5,（2）钠和钠汞齐作为还原剂,芳香族化合物,液氨,非共轭二烯,Birch反应,羧酸酯,金属钠,+,无水乙醇,伯醇,Bouveault-Blanc反应：,2020/5/28,6,（3）锌和锌汞齐作为还原剂,一、强碱性介质中锌粉还原,亚硝基、羟胺化合物,氧化偶氮化合物,副反应,2020/5/28,7,一、强碱性介质中锌粉还原,亚硝基、羟胺化合物,氧化偶氮化合物,氢化偶氮化合物,副反应：,2020/5/28,8,一、强碱性介质中锌粉还原,亚硝基、羟胺化合物,氧化偶氮化合物,氢化偶氮化合物,联苯胺系化合物,2020/5/28,9,第一阶段：,100105,1213%NaOH,第二阶段：,9095,9%NaOH,第三阶段：,50,稀盐酸,还原,还原,转位,第四阶段：,稀硫酸及硫酸钠,成盐析出,2020/5/28,10,二、锌粉其它还原,(1)锌粉将硝基还原为氨基,抗组胺药奥沙米特（oxatomide）中间体,(2)锌还可将醛或酮还原成醇,钙拮抗剂盐酸马尼地平（manidipine）中间体,2020/5/28,11,酸性条件下,还原醛基、酮基为甲基或亚甲基,Clemmensen反应,抗凝血药吲哚布芬（Indobufen）,2020/5/28,12,（4）锡和二氯化锡作为还原剂,在酸性条件下可还原硝基成氨基,驱虫药甲氨基苯脒中间体,2020/5/28,13,3.实例分析,2020/5/28,14,9.1.2含硫化合物还原剂,一、用硫化碱的还原,硫化钠,硫氢化钠,多硫化钠,铵类硫化物,硫化铁,齐宁（Zinin）还原,还原芳香族硝基,电子供给者,硫化物,质子供给者,水或醇,浓度较稀时是一个双分子反应过程,2020/5/28,15,避孕药炔诺酮中间体,抗真菌药芬替康唑中间体,驱虫药左旋咪唑中间体,2020/5/28,16,碱度的影响,取代基的影响,还原剂的影响：,还原过程,部分还原、完全还原,2020/5/28,17,二、用含氧硫化物的还原,亚硫酸盐,连二亚硫酸钠,(1)亚硫酸盐还原,亚硫酸盐可将硝基、亚硝基、羟胺基、偶氮基还原成氨基，将重氮盐还原成肼。,2020/5/28,18,(2)连二亚硫酸钠还原,抗凝血药莫哌达醇（mopidamol）中间体,2020/5/28,19,9.1.3金属氢化物还原剂,LiAlH4,LiBH4,KBH4,NaBH2S3,（CH3CH2CH（CH3）3BHLi,亲核试剂,主要有用于还原含极性的不饱和键（羰基，氰基等）物质，如醛、酮、酰卤、环氧化合物、酯、酸、酰胺、腈、肟、硝基等，也可进行脱卤还原,1.底物与进攻试剂,2020/5/28,20,2.反应机理和影响因素,2020/5/28,21,3.实例分析,2020/5/28,22,9.1.4硼烷还原剂,亲电性氢负离子转移还原剂,易还原羧基,与双键发生硼氢化反应,2020/5/28,23,9.1.5肼还原剂,一、还原硝基,催化剂：,三氯化铁、硫酸钴、镍、铜等,担载在活性碳或硅胶或硅藻土上,2020/5/28,24,二、还原重氮键,三、还原醛或酮为甲基或次甲基,Wolff黄鸣龙还原反应,抗癌药物苯丁酸氮芥中间体,2020/5/28,25,9.1.6烷氧基铝还原剂,2020/5/28,26,9.1.7电解还原法,2020/5/28,27,9.2催化氢化,优点,缺点,催化,一、基本过程,（1）反应物在催化剂表面的扩散、物理和化学吸附；,氢：,原料和产物,（2）吸附络合物之间发生化学反应,（3）产物的解析和扩散，离开催化剂表面,9.2.1非均相催化氢化,2020/5/28,28,二、催化剂,2020/5/28,29,催化剂的评价：,活性：,负荷,空间速度,选择性：,稳定性：,催化剂寿命,中毒,再生,毒物,2020/5/28,30,三、影响因素,（1）原料:,中毒物质,（2）温度和压力,（3）物料的混和,（4）反应介质,2020/5/28,31,常见用途,（1）硝基化合物加氢还原制胺,抗菌药奥沙拉秦（Olsalazine）中间体,（2）叠氮化合物加氢制胺,2020/5/28,32,（3)还原腈为伯胺,维生素B6中间体,(4)还原酰卤成醛,Rosenmund反应,2020/5/28,33,(5)还原醛酮为醇,天麻素中间体,(6)还原醛酮为烷烃,茚满烷类化合物,2020/5/28,34,(7)还原芳烃,(8)还原烯键或炔键,心血管药物艾司洛尔（Esmolol）中间体,2020/5/28,35,9.2.2均相催化氢化,铑、钌、铱的三苯膦络合物等，如氯化三苯膦络铑(Ph3P)3RhCl，磷可以和这些金属形成牢固的配位键,2020/5/28,36,均相催化氢化对羰基、氰基、硝基、卤素、重氮基、酯基等不加氢，也不氢解碳-硫键等，选择性好。由于是顺式加成，因此能催化不对称加成。,2020/5/28,37,9.2.3催化转移氢化,氢源是氢化芳烃、不饱和萜类及醇类，如环已烯、环已二烯、四氢萘、-蒎烯、乙醇、异丙醇、环已醇等。