典型还原反应及机理

关于典型还原反应及机理第1页，课件共52页，创作于2023年2月目录1.常用还原剂2.NaBH4还原3.其它典型还原方法4.总结第2页，课件共52页，创作于2023年2月一、常用还原剂还原剂：可提供电子或有电子偏离的化合物1、金属单质Na、K、Mg、Zn2、H2/MM=Pt、Pd、Ni3、H负离子NaNH2、NaH、NaBH4、LiAlH4、NH2NH24、硫化物H2S、Na2S、Na2SO3、Na2S2O3、保险粉5、低价化合物HI、Fe2+、Cu+、Sn2+第3页，课件共52页，创作于2023年2月二、NaBH4还原NaBH4可还原基团可还原基团醛酮酰氯C=C、C≡C羧酸、酯、酰氯酰胺、氨基酸硝基、氰基、羰基其它化合物单独使用复合使用复合元素：羧酸、MCl2(M=Co,Zn,Ni…)、I2、季铵盐…复合目的：提高还原活性及选择性第4页，课件共52页，创作于2023年2月仅使用NaBH4时还原机理：二、NaBH4还原机理1机理2少量NaOH时：过量NaOH时：氢负离子反应机理水解完体系呈碱性。第5页，课件共52页，创作于2023年2月2.1、还原烯烃、炔烃BH3

：强还原活性，易与烯烃发生硼氢化还原反应，极不稳定乙硼烷硼氢化钠原位产生(in-situ)(B2H6-THF,B2H6-SMe2,B2H6-NR3)例：BF3产生硼烷效率更高第6页，课件共52页，创作于2023年2月2.1、还原烯烃、炔烃硼烷还原机理：烷烃伯醇第7页，课件共52页，创作于2023年2月2.1、还原烯烃、炔烃NaBH4用量大（2当量）第8页，课件共52页，创作于2023年2月2.1还原烯烃、炔烃1.R=CH2OSiMe2But2.R=CH2OCH2CH33.R=CMe2OH配体促进Co溶解，提高立体选择性SnCl4-NaBH4、TiCl4-NaBH4、TiCl4-PhCH2N+(Et)3BH4-亦可使用第9页，课件共52页，创作于2023年2月1、可选择性还原α,β不饱和羰基化合物的双键；2、NiCl2不可用CoCl2、CuCl2替代；1、NaBH4与I2具有高反应活性，B2H6产生效率高；2、I2采用反应量；3、B2H6纯度高，不受BF3等低沸点物质影响。2.1还原烯烃、炔烃第10页，课件共52页，创作于2023年2月采用催化量NaI替代I2，电化学氧化进行循环。2.1还原烯烃、炔烃第11页，课件共52页，创作于2023年2月1、CH2Cl2有利于低极性底物溶解；2、双取代炔烃主要生产酮2.1还原烯烃、炔烃第12页，课件共52页，创作于2023年2月小结1、NaBH4活性提高是通过原位释放硼烷；2、羧酸、MCl2、I2、季铵盐均可提高NaBH4活性；3、反应溶剂一般选择醇、THF、CH2Cl2；4、反应可用于还原双键制备伯醇及烷烃；5、NiCl2/NaBH4可选择性还原α,β不饱和羰基化合物的双键；6、CoCl2/NaBH4还原可选择性得到烷烃或醇。第13页，课件共52页，创作于2023年2月2.2还原羧酸方案1方案2第14页，课件共52页，创作于2023年2月采用比底物酸性更强的羧酸促进还原转化方案31、n(CF3COOH):n(RCOOH)=1:1；2、芳香族羧酸产率低(<30%)2.2还原羧酸第15页，课件共52页，创作于2023年2月方案4方案51、ZrCl4比ZnCl2具有更高的催化活性；2、I2催化可实现-COOH、-COOMe的选择性还原。2.2还原羧酸第16页，课件共52页，创作于2023年2月I2催化机理：碘后加I2催化可实现-COOH、“=”的选择性还原三聚氯氰催化亦可实现温和条件下高效转化方案62.2还原羧酸第17页，课件共52页，创作于2023年2月(BOP)方案7(DIPEA)硝基、腈基、酰胺、卤代、叠氮基不受还原影响2.2还原羧酸第18页，课件共52页，创作于2023年2月小结1、NaBH4直接还原效率低(50%);2、强酸催化可提高反应效率，但仅适用于脂肪族底物；3、ZnCl2、ZrCl4、I2催化对脂肪族、芳香族底物均有效；4、I2催化可实现羧基/酯基、羧基/双键的选择性还原；5、三聚氯氰亦可活化NaBH4；6、BOP活化羧基后再还原可避免硝基、腈基、酰胺、卤代、

叠氮等基团的影响。第19页，课件共52页，创作于2023年2月2.3还原氨基酸1、还原时，立体构型不变，未外消旋化2、氨基酸及被保护的氨基酸均可被还原第20页，课件共52页，创作于2023年2月PentachlorophenolBoc2.3还原氨基酸Boc保护基不受还原作用影响第21页，课件共52页，创作于2023年2月2.4还原酯基1、没有叔胺存在，式1反应效率很低2、腈基、酰胺基、硝基同时被还原为氨基（式1）n(NaBH4):n(ZnCl2):n(叔胺)=2:1:1THF为最佳溶剂，醇中主要发生酯交换反应第22页，课件共52页，创作于2023年2月2.5还原酰胺采用NaBH4/CoCl2还原时，羟基/非羟基溶剂均可使用第23页，课件共52页，创作于2023年2月2.5还原酰胺Se化合物与NaBH4反应产生化合物5和61、没有Se化合物，反应不能进行2、该反应不能还原仲酰胺和伯酰胺第24页，课件共52页，创作于2023年2月2.6还原腈基LiAlH4还原效率低Co、Ni、Ir、Rh、Os、Pt的氯化物、硫酸盐和乙酸盐均可与NaBH4结合使用实现腈基还原。第25页，课件共52页，创作于2023年2月2.7还原酰氯氯、硝基、酯基、双键等基团不受还原影响第26页，课件共52页，创作于2023年2月2.8还原硝基酮、脂肪族酯基、烯烃和腈基同时被还原Me、OH、NH2、OMe、Cl对反应速率无影响，且不受还原影响第27页，课件共52页，创作于2023年2月2.8还原硝基活性组分-C≡N，-C=O，-COOEt，-COOH，Cl，I，CH=CH2不受还原影响第28页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮NaBH(OAc)3还可在酮的存在下选择性还原醛NaBH4/SnCl2可实现在芳香族酮存在下选择性还原芳香族醛第29页，课件共52页，创作于2023年2月碱土金属可促进α,β-不饱和酮的选择性还原第30页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮α-烷基β-酮酯还原3-酮-2-甲基酯/酰胺还原第31页，课件共52页，创作于2023年2月1、高位阻酮生成醇2、芳环上氯被还原-COOH，-NO2-CONH2，-Cl-COOMe，-CN不受还原影响镧系金属2.9还原醛和酮第32页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮镧系金属在促进化学、立体选择性上应用：第33页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮负载型NaBH4还原试剂应用：缩酮、甲基醚烷基硅烷、乙酸酯、乙酸烯丙酯、烯丙基-γ内酯、氯、孤立双键不受还原影响反应时间长第34页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮相转移催化剂应用：脂肪族、芳香族、不饱和醛基被还原，酮不受影响酮的不对称性还原：第35页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮酮的不对称性还原：产品易外消旋化，光学纯度低**第36页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮酮的不对称性还原：*第37页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮酮的不对称性还原：**第38页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮醛、酮的还原胺化：醛、酮与NH3、伯胺、仲胺在还原剂存在下反应得到伯胺、仲胺、叔胺核心：还原剂需在醛、酮存在下选择性还原亚胺。第39页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮醛、酮的还原胺化：第40页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮醛、酮的还原胺化：形成Mg双齿配位中间体Ti(Opri)4反应条件温和，适用于对酸敏感的底物第41页，课件共52页，创作于2023年2月2.9还原醛和酮环氧基酮的还原：使用金属有利于提高选择性，金属离子半径越大，选择性越高第42页，课件共52页，创作于2023年2月2.10其它化合物的还原单芳基、非芳基醇不能被还原1.苄基醇还原：第43页，课件共52页，创作于2023年2月2.叠氮化物还原：2.10其它化合物的还原单独采用NaBH4还原，主产物为苄醇第44页，课件共52页，创作于2023年2月3.肟、肟醚还原：2.10其它化合物的还原第45页，课件共52页，创作于2023年2月4.-C=N,-N=N还原：2.10其它化合物的还原第46页，课件共52页，创作于2023年2月5.烷基/芳基卤还原：2.10其它化合物的还原脱保护第47页，课件共52页，创作于2023年2月5.烷基/芳基卤还原：2.10其它化合物的还原第48页，课件共52页，创作于2023年2月Clemmensen还原法：自由基还原历程三、其它典型还原方法1、可单独只使用锌粉2、中间体没有羟基化合物存在第49页，课件共52页，创作于2023年2月WolffL–Kishner-Huangminlon还原法三、其它典型还原方法第50页，课件共52页，创作于2023年2月总结1、N