新型高效还原剂红铝

1、Vol 14,Nq 3/4 13 第14卷第3/4期2006年2月21日精细与专用化学品Fine and Specialty Chan icals新品介绍新型高效还原剂红铝张思晨邱明建'(1.山东省科创化工制品厂，山东济南250014; 2北京金源化学集团有限公司，北京100029):红铝是一种具有良好安全性的新型高效还原剂。与其他金属氢化物相比红铝溶解性好、使用方便、 反应条件温和、立体选择性高可适用于多种还原反应在有机合成中有看巨大的应用潘力。:红铝；还原剂；有机合成V itride Solutbn, a Novel Efficient Reduct bn AgentZHANG S

2、 rchen , Q KJ M ing-jian(1. Shandong Kechuang Chemical Fact)r>. Ji'nan 250014.China:2 CHARNA Chemicals Ltd , Beijing 100029, China)Abstract: Sodiun dihyd!obis(2nner)xyethoxy) almi inate(vitride solutbn) is a new higlrefficient reduction agent witli gx)d safety Compared witli otliermctal hydri

3、des, the vitride solution features excellent solubility, quite convenient iipplica- lion. mikl reactun conditi)n and high stereoselectivity V itride solutbn has huge potential applications in organic syntiiesis as it can be widely used in many reduction reactionsKey vords: vitride SDlutbn: reductbn

4、agent organic synthesis1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 红铝的化学名称为双（2坪氧基乙氧基）二氢铝 钠商品名称V itride Solutbn.化学结构式见图10CHj-CH,xch2-ch21红铝有较强的还原

5、性、良好的安全性以及广泛 的适用性在医药、液晶和高分子合成等行业均有广 阔的发展前景是四氢铝锂、硼氢化钠、硼烷等活泼 还原剂的最佳替代品。红铝通常为70%的甲苯溶液.为无色或略带黄 色的液体。随着温度的降低红铝溶液的粘度会增 大但在60申上不会发生冻结或结晶现象.可解 决在冬季使用的问题。红铝溶解性良好.可溶于大部分芳香类和醛类 溶剂通常它参与的还原反应可在甲苯、四氢咲喃和 乙二醇中进行。它在17（TC以下稳定存在,对氧不 敏感，长期暴露在空气中时溶液中的活性氢含量会 略微降低。但它对水较为敏感在潮湿环境下会发 生水解产生氢气。22 1红铝的还原能力略低于四氢铝锂lmol红铝可 提供2mol氢

6、原子，而lmol四氢铝锂理论可提供 4mol氢原子。同时由于红铝的分子量大于四氢铝 锂.在相同的反应中，红铝的质量用量大于四氢铝 锂但红铝的成本通常远低于四氢铝锂。红铝的溶解性良好，而四氢铝锂溶解性较差通 常反应在非质子惰性溶剂中进行最常用的为醛类 溶剂。四氢铝锂在空代中极不稳定极易发主燃烧 和爆炸，生产操作难度很大而红铝由于是甲苯溶1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 1994-2006 China Academic Journal

7、 Electronic Publishing House. All rights reserved, Vol 14,Nq 3/4 13 收稿日期：2005-12-26作者筒介：张思晨（1971）.山东省科创化工制品厂工程师。1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 14精细与专用化学品第14卷第3/4期CHR'、R”液在空气中较为稳定，可以用泵输送大大提高了 生产的安全性和方便性。2 2红铝的还原能力高于硼氢化钠由于硼氢化钠 的还原性较弱因此在还原反应过程中硼氢化

8、钠的 过量通常较大反应时间较长,而红铝则可实现定量 反应，并缩短反应时间。硼氢化钠在醸类溶剂中的溶解性较差因此反 应通常在质子性溶剂中进行而红铝的良好溶解性 则使其可以适用于多种反应条件。33 I以红铝还原按基化合物为例红铝的还原机理 见图20得到还原的最终产物例如酯还原得到醇;而反向方 式通常在较低温度下进行有利于得到还原的中间 产物例如酯还原得到醛。反应完成后水解游离出还原产物并分解红铝0 水解可以采用酸性水解、碱性水解或中性水解的方 法。44 1金属氢化物，包括红铝通常不能将烯婭还原为 烷炷但当分子中含有的按基与烯婭形成共觇时在 一定条件下双键会被还原。红铝在选择性还原烘的 反应中具有一

9、定的优势例如红铝可还原带有三键 的不饱和胺、不饱和醇和不饱和酯等0Red-AI R .H H'CHR*NR"1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved 14精细与专用化学品第14卷第3/4期、oZHg；，皿 <_ / CH.0/°1f RCHj-CHjCIL-CH./ /RCH)-0I/0 -CH / /'IT沁< /AlD/R/ <)CH,- 0、OCH、C%CHR*业0/R 2HO-CHNaAIO； CILOC.H2O

10、HHO h/ Red-AI nCH(* 呻、HC.H,COOCH,上一COOCHj4. 2红铝在环氧化合物开环的反应中具有立体选择 性D：oC6H5CH2O zCH>OHCM%丫?H(j)H ，JgOH这在制药方面非常重要，治疗白血病的药物 Brbstatin 1的合成中就是利用了红铝的这种选择 性D：o1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved 14精细与专用化学品第14卷第3/4期1994-2006 China Academic Journal Electronic

11、 Publishing House. All rights reserved 14精细与专用化学品第14卷第3/4期还原过程中按基与铝原子上的两个氢加成形 成烷氧基连接在铝原子上然后在水的作用下游离 出醇，自身分解为乙二醇单甲讎和铝酸钠。3 2红铝的还原反应通常在氮气保护下进行根据 待还原物质的反应活性和溶解性选择适当的反应温 度、时间和溶剂溶剂在使用前应当进行干燥处理。反应的加料方式有两种:一种是正常方式将待 还原物质的溶液滴加到红铝溶液中然后在预定的 温度反应：另一种是反向方式,将红铝溶液滴加到待 还原物质的溶液中。不同的加料方式将会得到不同 的还原产物例如在酯的还原反应中若采取正常方 式

12、加料.红铝过量则得到醇:若采取反向方式酯过 量则得到醛。正常方式通常反应温度较高有利于4. 3HOOTBDMS0 OTBDMSKed-AlHOH0-OTBDMSzvxOTBDMS醛和酮还原为醇是有机合成中常用的化学反 应.利用红铝可在温和的条件下以较高的收率得到 相应的醇但对于不饱和醛酮，最终得到的还原产物 还与反应条件密切相关卜幻。0. 5cq. Rni-Al15%；.反向加料leq. Red-AlROt.iE常加 H1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved 2006年2

13、月21日张思晨等：新型高效还原剂红铝 15 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 2006年2月21日张思晨等：新型高效还原剂红铝 15 4. 400. 5eq Red-Al1兀.反向加料leq Red-Al80弋止常加料OHr/VXrOH同样红铝也可以立体选择性的还原酮。OSiRjOSiRj OSiR,根据还原反应条件的不同，竣酸和酯的还原产 物有所不同。若要全部得到醇则要加入氨基配位 剂例如吗咻、二丙胺等。红铝将二元竣酸酯还原为 二元醇产率达到87%

14、P1oRed-Al在合成治疗脂蛋白紊乱的药物中利用红铝将 酯还原为醇红铝选择性的只还原了其中的一个酯基。红铝将酯还原为醛通过加入氨基配位剂和降 低反应温度来控制反应的进程°。内酰胺也可以发生类似的反应得到环状胺化合 物.例如一种抗忧郁药物的合成0I)o0目前硝基和亚硝基化合物还原为氨基化合物 最常用的方法是铁粉还原和高压加氢法但前者污 染严重而后者安全性较差。采用红铝还原的方法 则可以解决这两方面的问题安全、髙效、环保的得 到氨基化合物。而芳香族硝基化合物在用红铝还原 时.依反应条件的不同可得到偶氮、阱、肪、胺等一系 列含氮化合物或它们的混合物。睛类化合物还原通 常得到伯胺。此外.红

15、铝作为还原剂还可参与脱卤反应、格氏 反应、芳香醇还原为婭的反应、醛的断链还原反应以 及含硫化合物还原为硫醇的反应等。除还原反应外红铝还可用于Ziegler催化剂的 活化可作为内酰胺类单体阴离子聚合、苯乙烯聚合 反应中的催化剂，以及导电聚乙烯异构化反应的催 化剂。综上所述红铝这种新型还原剂其还原性具有 很广泛的适用性对于多种化合物都具有良好的还 原效果有着非常巨大的应用潜力。口© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved, 2006年2月21日张思晨等：新型高效还原

16、剂红铝 15 Red-AI 吗瞅-re 除竣酸和酯外红铝也可以用来还原酸gf、内酯 等其他竣酸衍生物。4. 5含氮化合物主要指酰胺化合物、硝基化合物和 睛类化合物,用红铝还原后得到胺。酰胺化合物的还原主要是按基的还原，例如一 种名为Pergplide的药物的合成心。(1 Sawiielliack M F. et al JOrgChon 1977. 42: 3180C) Finan J M Kishii Y Tetrahedmn Lett 1982. 23: 27193Hale KJ. et al Tetnihedion Lett 1995. 36: 13594 Malek 丄 JOrgReac

17、L 1985, 34: 1p Canin DL. ct al Tctnihcdn)n Lett 1989. 30: 5053Nakata T. et al Tetnihedion. 1983, 24: 2653p Jakuhickova Eliska. Zak Jiri. Method ofmaking the 1. 10-decandr ole p). CS221311. 1983-04-29零Angeibauer Rolf. Fey Peter Certain 7- 2. 6-diisnpmpy|-4-pheny|- 5*kMer alkoxmethyl"pyrid-3*yl *3. 5-dihydioxyenoates and d(r motives useful for treating circulak)r)r diseasesP US5006530. 1991-04-090Mangh Alberlo Griscnti Pa ride Piocess for the prepaiutun of alkyl me reap in methyl e 即 line derivathes DE3129651 1983-O2-!?Q0 M angia Albert). Grisenti Pa ride Pkkcss