药物合成反应_第七章_还原反应

肼NH2-NH2或二酰亚胺NH=NH，可选择性还原非极性重键（如C=C、碳碳叁键、N=N）， 而不影响极性重键（如C=N、腈基、硝基等）。
Ph
C
C
Ph
NH2 NH2 Cu2 + 空气
Ph CH2CH2 Ph
(80%)
烯 ︑ 炔 烃 的 还 原
C7H7SO2NHNH2 CH2 CH CH2 S S CH2 CH CH2 △ C3H7SSC3H7
硝基可被还原为氨基，常用的条件为铁粉+酸、锌或锡+酸、硫化物（如Na2S，Na2S2等）。
O2N
C C C H H O COOEt Fe/HOAc EtOH+H2O NO2
NH2 COOEt
Fe/NH4Cl
H2N
C C C H H O NH2 Na2S
NH2
NO2
硝 基 的 还 原
NO2 NH2
NO2
NaBH4-AlCl3不影响硝基；
HOOO (CH2)4 COOEt
B2H6 / THF -18 C, 10h
0
HOCH2 (CH2)4 COOEt
(88%)
硼烷或乙硼烷与羧基反应最快，如果控制低温和用量，可选择性优先还原羧基而不影响硝
基、卤素、酰卤、氰基、酯基、醛、酮等，选择性非常优秀。
4
硝基的还原 肟和亚甲胺的还原 偶氮、叠氮的还原
OH
NO2
饱 和 醛 酮 的 活 性 大 于 α,β-不 饱 和 醛 酮
2
醇铝为还原剂（Meerwein-Ponndorf-Verley反应）
在异丙醇铝中，醛、酮被还原为醇，取而代之的是异丙醇被氧化为丙酮；此反应可看做是 Oppenauer氧化的逆反应。
O NHAc O2N （i-PrO）3Al C C CH2OH H i-PrOH O2N
NO2 CN BH3 THF NO2 CH2NH2
3
应用特点：
羧酸可被氢化铝锂LiAlH4、NaBH4-AlCl3以及硼烷BH3等。
O O CH2OH LiAlH4 CH2OH
羧 酸 酸 酐 的 还 原
&
LiAlH4活性高，反应容易无选择；
O2N COOH
O
NaBH4/AlCl3
O2N
CH2OH
醛、酮的还原
还原为醇 还原胺化
酰卤的还原
还原反应
羧酸及其衍生物 的还原
酯及酰胺的还原 腈的还原 羧酸&酸酐的还原 硝基的还原
含氮化合物还原
肟和亚甲胺的还原 偶氮、叠氮的还原 脱卤氢解
氢解反应
脱苄氢解 脱硫氢解
AcO
H
O OCO CH3
烯 ︑ 炔 烃 的 还 原
Pd-C / EtOH △ 5h
(65%) O
CH3
受氢体
供氢体
CH3 常见的供氢体还有环己二烯、四氢化萘、乙醇、异丙醇。
1
CH2OH Pb-CaCO /H /喹啉 3 2 OH OH
CH2OHLindlΒιβλιοθήκη r催化剂可选择性的将炔烃还原为烯烃。
肼或二酰亚胺还原
1
Wolff-Kishner-黄鸣龙还原
强碱条件下醛、酮与肼加热，可还原羰基。 例如：
O NH2NH2/KOH N H
△
N H
85%
α位有好的离去基团（如卤素、羟基）时，常消除得不饱和化合物。
O
还 原 为 烃
OH AcO
H2NNH2/KOH
△ AcO
Br H2NNH2/KOH O H
△
Br
H
1
应用特点：
例如：
还 原 为 烃
该反应不太适合还原脂肪族醛、酮，因易产生树脂化或频哪醇。
CH3COCOOEt Hg-Zn HCl OH CH3COCH2COOEt Hg-Zn HCl CH3CH2CH2COOEt H3CHC COOEt
羧酸及羧酸衍生物的羰基不被还原； α位羰基只能还原为羟基； 非α位可顺利还原； 孤立双键一般不被还原，但共轭双键会。
1
应用特点：
R CH X R' Pd/C, H 2
R CH + HX R'
常见的X=N、O、S等，其中氮、氧的活性顺序如下：
R CH2 N > CH2 O > CH2N R > CH2N R H
脱 苄 氢 解
例如：
H
O CH2 10% Pd/C, H2, EtOH 1atm, 25℃ NHCH2 CH3
3
酰卤的还原
酯及酰胺的还原 腈的还原
羧酸&酸酐的还原
应用特点：
Rosenmund还原：钯分散于BaSO4中，并以喹啉-硫抑制催化活性，选择性还原到醛。
H2/Pd-BaSO4
PhHC CH COCl
NO2
喹啉-硫/二甲苯
H2/Pd-BaSO4 喹啉-硫/二甲苯
PhHC
NO2
CH CHO
酰 卤 的 还 原
硼氢化钠单用不行，配合Lewis酸如AlCl3，则活性大增，有时也能还原羧酸。 但如果配合使用酰基苯胺，则选择性大增，酰胺和氰基不被还原。如
NC COOEt NaBH4/RCONHC 6H5 NC CH2OH
酯 及 酰 胺 的 还 原
α－甲基吡啶
2
酯的双分子还原偶联
羧酸酯在惰性溶剂（如醚、甲苯等）中与金属钠反应，偶联生成α-羟基酮。
使用其他还原极易使上式中的二硫键断裂。
(93%)
1
硼氢化反应
H3O C C BH3 C C B 3 H
C C H H
硼氢化还原
H2O2/NaOH/H2O
硼原子主要加成到取代基少，位阻较小的碳上。
C C H OH
硼氢化氧化
3n-C8H17 CH
CH3 B3H6 / Et2O 25 C
0
CH2
BH3 25 C
① EtO ②H
O COOC2H5
O COOC2H5
2
酰胺通常在强还原剂作用下，擦掉羰基氧，生成胺类化合物。详情略。
CH3 O CH3 N CH C CH2CH2 NH Ph LiAH4 / THF △ CH3 CH3 N CH CH2CH2 CH2 NH Ph (80%)
腈 的 还 原
氰通常在强还原剂作用下被还原为伯胺，详情略。
COOCH3 COOCH3 1) Na/Liq. NH3/Et2O 2) H3O+ H3CO H3CO OH O
酯偶联与克莱森酯缩合不同，偶联发生于惰性溶剂中，起始于金属钠直接与酯羰基作用， 克莱森酯缩合源于酯羰基α氢在强碱下的离解，例如醇钠条件中，二者条件有区别！
酯 及 酰 胺 的 还 原
COOC2H5 COOC2H5
OCH3 Li, NH3, EtOH Et2O O H 苯环上连吸电子基时，产物取代基连在非双键碳上；
+
OCH3 +
OCH3
（主产物）
芳 烃 的 还 原
COONa Li, NH3, EtOH
H
COONa
H
H
2
还原为烃 还原为醇 还原胺化
应用特点：
Clemmensen还原
锌汞齐Zn-Hg在盐酸条件下，可将醛、酮还原为甲基和亚甲基；
COCl
CHO
此反应一般只用于制备一元醛，硝基、卤素、酯基都不受影响。
1
应用特点：
酯还原为醇
氢化铝锂LiAlH4还原能力太强，酯、酰胺和羧酸都能被还原。除非严格限制用量并钝化。
LiAlH4/AlCl3=3:1 还原α,β-不饱和酯为不饱和醇, 单用LiAlH4得饱和醇。 Ph-CH=CH-COOEt LiAlH4/AlCl3=3:1 Et2O Ph-CH=CH-CH2OH
1
掌握还原反应总的知识结构 了解典型大类反应的机理
熟悉各反应的条件、影响因素、主产物
2
3
不饱和烃的还原
烯、炔烃的还原 芳烃的还原 还原为烃
醛、酮的还原
还原为醇 还原胺化
酰卤的还原
还原反应
羧酸及其衍生物 的还原
酯及酰胺的还原 腈的还原 羧酸&酸酐的还原 硝基的还原
含氮化合物还原
肟和亚甲胺的还原 偶氮、叠氮的还原 脱卤氢解
应用特点：
将卤素取代变回氢
C
X
H
C H
H3C H3C
CH3 CH2 Cl Raney Ni, H2 30~40kg/cm2, NO2 Cl 50℃
CH2Cl CH2Cl
CH3
H2/Pd/C
H3C H3C
CH3 CH3
脱 卤 氢 解
H
CH3
Br LiAlH 4
H
NH2
Raney Ni, H2, EtOH KOH Cl N OH 1atm, 25℃ Cl N OH
氢解反应
脱苄氢解 脱硫氢解
不同官能团加氢还原的一般顺序：
烯、炔烃的还原 芳烃的还原
应用特点：
常见的过渡态金属催化剂有镍类（如Ni、Raney镍），铂类（如铂黑、PtO2），钯类（如
Pb/C、林德拉Lindlar催化剂）
O
例如：
AcO
Pd/CaCO3, H2 1atm, 45℃
O
O OCO CH3 + O
＊ H
C C CH2OH
还 原 为 醇
OH NHAc
氯霉素
Ph C H C H Al(OEt)3 Ph CHO EtOH C H C H CH2OH
还原有选择性
该反应非常温和，选择性高。烯、炔、硝基、缩醛、氰基、卤素等都不受影响。
2
还原胺化，已在第二章烃化反应中的氮原子烃化部分介绍。