Birch+reduction
伯奇还原

伯奇还原 (Birch reduction)定义:金属钠溶解在液氨中可得到一种蓝色的溶液,它在醇的存在下,可将芳香化合物还原成 1,4-环己二烯化合物,该还原反应称为伯奇还原。
用例1 K、Li能代替Na,乙胺能代替氨。
2 卤素、硝基、醛基、酮羰基等对反应有干扰。
蒽、菲及其衍生物(1)蒽、菲的结构蒽和菲均存在于煤焦油中, 分子式为。
它们均可以从分馏煤焦油中有关馏分提取。
蒽环和菲环的编号方法如下:(2)蒽、菲的性质蒽为无色晶体,熔点216.2-216.4℃,沸点340℃,在紫外线照射下发强烈蓝色荧光。
菲为无色片状晶体,熔点101℃,沸点340℃,易溶于苯和乙醚,溶液发蓝色荧光。
(A)加成反应蒽容易在9,10位上起加成反应,菲也是这样,但没有蒽那样容易加成。
蒽和菲催化加氢分别生成9,10-二氢蒽和9,10-二氢菲,蒽还可以用钠加乙醇还原成9,10-二氢蒽。
蒽与氯或溴在低温下生成加成产物,加热时放出卤化氢生成9-氯蒽或9-溴蒽,菲与卤素的反应相似。
第四章色谱分析法的应用1. 色谱法(Chromatography)是一种物理或物理化学的分离分析方法。
形成气相色谱、液相色谱、薄层色谱、离子色谱、亲和色谱、超临界流体色谱、毛细管电泳、电色谱等分支。
各种色谱仪器与质谱、红外、核磁等技术联用创立了复杂混合物分析的新手段,成为发展最快、应用最广的分析方法之一。
2.分离原理主要是利用物质在流动相与固定相两相中的分配系数差异、吸附与解吸差异或其他差异而被分离。
3.按分离原理分类(1)吸附色谱法(adsorption chromatography)利用吸附剂表面对不同组分物理吸附性能的差别而使之分离的色谱法称为吸附色谱法。
吸附色谱有GSC和LSC等。
(2)分配色谱法(partition chromatography)利用固定液对不同组分分配性能的差异而使之分离的色谱法称为分配色谱法。
分配色谱法有GLC和LLC等。
(3)离子交换色谱法(ion exchange chromatography,IEC)是用离子交换树脂作固定相,利用树脂上离子交换基团对样品离子交换能力的差别而使之分离的色谱法称为离子交换色谱法。
基础有机化学人名反应

基础有机化学人名反应第四章狄尔斯–阿尔德反应(Diels–Alder reaction)(140)1921年,狄尔斯和其研究生巴克(Back)研究偶氮二羧酸二乙酯(半个世纪后因光延反应而在有机合成中大放光芒的试剂)与胺发生的酯变胺的反应,当他们用2-萘胺做反应的时候,根据元素分析,得到的产物是一个加成物而不是期待的取代物。
狄尔斯敏锐地意识到这个反应与十几年前阿尔布莱希特做过的古怪反应的共同之处。
这使他开始以为产物是类似阿尔布莱希特提出的双键加成产物。
狄尔斯很自然地仿造阿尔布莱希特用环戊二烯替代萘胺与偶氮二羧酸乙酯作用,结果又得到第三种加成物。
通过计量加氢实验,狄尔斯发现加成物中只含有一个双键。
如果产物的结构是如阿尔布莱希特提出的,那么势必要有两个双键才对。
这个现象深深地吸引了狄尔斯,他与另一个研究生阿尔德一起提出了正确的双烯加成物的结构。
1928年他们将结果发表。
这标志着狄尔斯-阿德尔反应的正式发现。
他们也因此获得1950年的诺贝尔化学奖。
含有一个活泼的双键或叁键的化合物(亲双烯体)与共轭二烯类化合物(双烯体)发生1,4-加成,生成六员环状化合物:这个反应极易进行并且反应速度快,应用范围极广泛,是合成环状化合物的一个非常重要的方法。
带有吸电子取代基的亲双烯体和带有给电子取代基的双烯体对反应有利。
常用的亲双烯体有:下列基团也能作为亲双烯体发生反应:常用的双烯体有:a.反应机理这是一个协同反应,反应时,双烯体和亲双烯体彼此靠近,互相作用,形成一个环状过渡态,然后逐渐转化为产物分子:反应是按顺式加成方式进行的,反应物原来的构型关系仍保留在环加成产物中。
例如:正常的Diels-Alder反应主要是由双烯体的HOMO(最高已占轨道)与亲双烯体的LUMO(最低未占轨道)发生作用。
反应过程中,电子从双烯体的HOMO“流入”亲双烯体的LUMO。
也有由双烯体的LUMO与亲双烯体的HOMO作用发生反应的。
b.反应实例本反应具有很强的区域选择性,当双烯体与亲双烯体上均有取代基时,主要生成两个取代基处于邻位或对位的产物:当双烯体上有给电子取代基、亲双烯体上有不饱和基团如:第五章1.傅克反应(Friedel-Crafts reaction)(159)芳烃在Lewis酸(无水氯化铝、氯化锌、三氯化铁、三氟化硼等)存在下发生的酰基化和烷基化反应。
英语语法reduction

英语语法reduction【释义】reductionn.减小,降低;减价,折扣;(照片、地图、图片等的)缩图,缩版;归纳,简化;(数学)归约,约化;染色体减半;简编曲(管弦乐改编的钢琴曲或小乐队演奏曲);浓汤,浓汁;脱臼(或断骨)复位;(化学)还原,被还原;(语音)弱化复数reductions【短语】1Data reduction数据缩减;计数据压缩;计,数数据简化;数据整理2Dimensionality reduction数降维;维数约减;维数约简;维归约3Clemmensen reduction克莱门森还原反应;克莱门森还原;克莱门森还原英语4Birch Reduction伯奇还原反应;伯奇还原;还原反应;可发生伯奇还原5reduction potential物化还原电位;物化还原电势;还原;统一以还原电位表示6breast reduction缩胸7lattice reduction格规约;格基规约;格基约减;格缩减8Fukuyama reduction福山还原反应9strength reduction强度折减;复杂运算简化;力强度削减;复杂生成简化【例句】1There has been some reduction in unemployment.失业人数有所减少。
2This represents a reduction of5%in real terms.这相当于实际减少了5%。
3The company has made heroic efforts at cost reduction.该公司在降低成本方面进行了艰苦卓绝的努力。
4They received a benefit in the form of a tax reduction.他们以减税的方式获得了收益。
5It sets targets for reduction of greenhouse-gas emissions.它为减少温室气体排放设立了目标。
药物合成反应

课后思考题
• • • • • • 3. 下列什么条件下能进行Birch还原么? A. 冷的氨水中; B. 无水条件下; C. 冷液氨,钠和醇溶液中; D. 水溶液中; E. 室温条件下。
课后思考题
• 4. 在苯环上含有吸电子取代基的情况下进 行Birch 还原反应,吸电子取代基可以在新 产物的那部分结构中找到? • A. 非还原的结构部分找到; • B. 未参与反应的原料中找到; • C. 参与反应的原料中找到; • D. 被还原的结构部分找到; • E. 副产物的结构中找到。
在有机合成中的应用
• 2. 取代环己酮衍生物的制备: • 环己酮衍生物的合成可以用Birch还原反应制备, 可能的原料为:取代苯环衍生物,如苯甲醚和苯 胺类。
在有机合成中的应用
在有机合成中的应用
• 紫杉醇全合成
延伸阅读 Enzymatic Birch Reduction
• The Birch reduction is a widely used synthetic tool in organic chemistry that achieves 1,4-dihydro additions to benzenoid and other aromatic compounds. The reaction proceeds by alternate electron transfer and protonation steps to the aromatic ring and requires solvated electrons, which are usually generated by dissolving an alkali metal in liquid ammonia. • Considering these nonphysiological conditions it is remarkable that a similar reaction exists in biology: the dearomatizing benzoyl-coenzyme A reductase (BCR) plays a key role in the anaerobic degradation of aromatic compounds.
还原反应——精选推荐

还原反应反应的本质是氧化数有变化,即电⼦有转移。
氧化数升⾼,即失电⼦的半反应是氧化反应;氧化数降低,得电⼦的反应是还原反应。
氧化还原反应氧化还原反应是在反应前后,某种元素的氧化数有变化的化学反应。
这种反应可以理解成由两个半反应构成,即氧化反应和还原反应。
复分解反应都不是氧化还原反应置换反应都是氧化还原反应有单质参加的化合反应⼀定是氧化还原反应有单质⽣成的分解反应⼀定是氧化还原反应另外要注意,有单质参加反应的化学反应不⼀定是氧化还原反应,如氧⽓⽣成臭氧概念反应的本质是氧化数有变化,即电⼦有转移。
氧化数升⾼,即失电⼦的半反应是氧化反应;氧化数降低,得电⼦的反应是还原反应。
氧化数升⾼的物质还原对⽅,⾃⾝被氧化,因此叫还原剂,其产物叫氧化产物;氧化数降低的物质氧化对⽅,⾃⾝被还原,因此叫氧化剂,其产物叫还原产物。
即:⼀般来说,同⼀反应中还原产物的还原性⽐还原剂弱,氧化产物的氧化性⽐氧化剂弱,这就是所谓“强还原剂制弱还原剂,强氧化剂制弱氧化剂”。
肝细胞微粒体内存在的还原酶,主要有硝基还原酶和偶氮还原酶,能使硝基化合物和偶氮化合物还原⽣成胺类。
还原反应所需的氢由NADH或NADPH提供。
如氯霉素被还原⽽失效。
凡例还原反应氢⽓与氯⽓的化合反应,其总反应式如下:我们可以把它写成两个半反应的形式:氧化反应:H2 → 2H+ + 2e-还原反应:Cl2 + 2e- → 2Cl-单质总为0价。
第1个半反应中,氢元素从0价被氧化到+1价;同时,在第2个半反应中,氯元素从0价被还原到?1价. (本段中,“价”指氧化数)两个半反应加合,电⼦数削掉:H2 →2H+ + 2e-+ 2e- + Cl2 → 2Cl----------------------H2 + Cl2 → 2H+ + 2Cl-最后,离⼦结合,形成氯化氢:2H+ + 2Cl- → 2HCl与电化学的关系每⼀个氧化还原反应都可以做成⼀个原电池。
其中发⽣氧化反应的⼀极为阳极,即外电路的负极;还原反应的⼀极为阴极,即外电路的正极。
有机合成习题

写出下列人名反应及其反应机理,并回答相关问题。
1、Aldol CondensationAdol缩合通常有哪些副反应?2、Baeyer – Villiger Oxidation对于不对称的酮,反应的区域选择性主要由取代基的迁移能力所决定的,请排列下列基团迁移能力大小。
甲基、三级烷基、芳基、二级烷基和一级烷基。
3、Beckmann Rearrangement该反应能否用于合成氮未被取代的酰胺?如果不能,请解释原因。
4、Benzoin Condensation当以氰化物作为该反应的催化剂时,请阐明氰基负离子在该反应中起到的具体作用。
5、Birch Reduction在Birch还原中通常需要加入醇,请解释醇在该反应中起到的作用。
6、Buchwald-Hartwig Cross-coupling7、Cannizzaro Reaction含有α-活泼氢的醛在Cannizaro反应的条件下将得到什么产物?8、Claisen CondensationClaisen缩合反应通常使用什么碱?9、Curtius Rearrangement10、Dieckmann Condensation11、Diels–Alder Reaction请写出三种亲双烯体。
12、Friedel-Crafts Acylation为什么Friedel-Crafts酰化反应需要超过一个当量的Lewis酸?13、Friedel-Crafts Alkylation请排列卤代烷烃R-X(X = F, Cl, Br, I)反应活性的顺序。
14、Grignard Reaction如果在Grignard反应操作中,未做好无水无氧处理,将会发生哪些副反应?格氏试剂对水十分敏感。
事实上,凡是具有活泼氢的化合物都可以和格氏试剂反应,例如醇、末端炔烃、伯胺及羧酸等。
因此,在制备格氏试剂时,应该使用无水试剂和干燥的仪器。
此外,格氏试剂与空气中的氧也会发生反应,如: 2RMgX+O2==2ROMgX15、Heck Reaction请问Richard F. Heck获得哪一年的诺贝尔化学奖?10化學獎:鈀催化交叉偶合反應(Richard F. Heck,根岸英一& 鈴木章)16、Hofmann Rearrangement请写出α, β-不饱和酰胺的重排产物。
birch还原反应机理

Birch还原反应机理1. 简介Birch还原反应是有机化学中一种常用的还原方法,它通过使用碱金属(如锂、钠)和液氨来将芳香化合物还原为相应的芳香烃。
这个反应的机理非常复杂,涉及多个步骤和中间体。
本文将详细讨论Birch还原反应的机理,并解释其中每个步骤的具体细节。
2. 反应条件Birch还原反应通常在低温下进行,一般在-78°C至-100°C之间。
此外,该反应需要使用液氨作为溶剂,并加入适量的碱金属(如锂或钠)。
这些条件有助于保持反应体系的稳定性,并促进产物的生成。
3. 反应机理Birch还原反应可以分为四个关键步骤:负离子形成、负离子扩散、负离子与芳香化合物发生加成和负离子再生。
3.1 负离子形成在第一个步骤中,碱金属和液氨发生反应,形成一个包含负电荷的溶剂共轭碱金属离子对(solvent-separated ion pair)。
这个离子对是反应的起始物质,它的形成依赖于液氨中的溶解度平衡。
3.2 负离子扩散在第二个步骤中,负离子扩散到芳香化合物表面,并与其发生接触。
这个步骤涉及到溶剂共轭碱金属离子对的扩散和芳香化合物的吸附。
3.3 负离子与芳香化合物发生加成在第三个步骤中,负离子与芳香化合物发生加成反应。
这个反应是核-亲电子反应,其中负离子作为亲核试剂攻击芳香环上的一个碳原子。
这一步骤通常产生一个共轭二烯体中间体。
3.4 负离子再生在第四个步骤中,共轭二烯体经过重排、电荷转移等过程,最终再生为负离子。
这一步骤是Birch还原反应的关键之处,因为它决定了反应的可逆性和产物的生成。
4. 反应机理解释Birch还原反应的整个机理可以通过量子化学计算和实验数据来解释。
其中,计算化学在揭示反应中间体和过渡态的结构和能量变化方面发挥了重要作用。
实验数据则提供了反应速率、产物选择性等方面的信息。
通过计算化学方法,我们可以确定负离子形成的能垒、负离子与芳香化合物发生加成的能垒以及负离子再生的能垒。
高教版《基础有机化学》中两个还原反应机理的修正与补充

第30卷第4期2015年8月 大学化学UNIVERSITY CHEMISTRY Vol.30No.4Aug.2015 doi:10.3866/pku.DXHX20150454高教版‘基础有机化学“中两个还原反应机理的修正与补充*柏铭** 孟凡君 赖鹏翔(山东大学(威海)海洋学院 山东威海264209) 摘要 在教学过程中发现高等教育出版社出版的‘基础有机化学“一书中有两个经自由基负离子的还原反应(即炔烃用碱金属和液氨还原反应和Birch(伯奇)还原反应)机理有不妥和需要完善之处,对此进行了修正与补充㊂ 关键词 有机化学 自由基负离子 反应机理 修正 中图分类号 O6;G64The Amendment of Two Mechanisms of Reduction Reactions inFundamental Organic Chemistry(Higher Education Press)*Bai Ming** Meng Fanjun Lai Pengxiang(Marine College,Shandong University(Weihai),Weihai264209,Shandong,China) Abstract Organic chemistry is the core course of chemistry,biology and medicine,and other disciplines.The textbook Fundamental Organic Chemistry(Higher Education Press)is adopted by many universities.We proposed amendment for two mechanisms in this book involving the radical anion intermediate,the alkynes reduction with alkali metal in liquid ammonia and the Birch reduction. Key Words Organic chemistry;Radical anion;Mechanism;Amendment 高等教育出版社出版的由北京大学邢其毅㊁裴伟伟㊁徐瑞秋㊁裴坚等编写的‘基础有机化学“,前后经历3版,是国内有机化学教科书中非常优秀的一套教材[1]㊂该书结构合理,教材内容选择和安排与教学科研发展方向一致,得到了任课教师和学生的普遍认可㊂但该书中还是存在着或多或少的问题㊂我们在教学过程中发现,炔烃用碱金属和液氨还原和Birch(伯奇)还原这两个都经过自由基负离子中间体的反应的反应机理在描述过程中有不妥和需要补充之处㊂1 炔烃用碱金属和液氨还原反应[1] 炔烃用碱金属和液氨还原反应是炔烃的重要还原反应㊂该反应主要生成E型烯烃衍生物,因此是各类考试中经常出现的考点,尤其是在合成题中,该反应是选择性地制备反式烯烃的主要方法之一㊂例见图1㊂* **基金资助:山东大学(威海)教学研究与教学改革立项项目(B201309)通讯联系人,E⁃mail:ming_bai@图1 2⁃丁炔烃用钠和液氨还原 书中给出了该反应的反应过程(图2):首先金属钠与液氨在无Fe 3+存在下形成Na +与e -(NH 3)蓝色溶液,然后在此溶液中加入炔烃(i),i 得到电子形成E 型的自由基负离子(ii),ii 从NH 3处得到质子生成自由基(iii),iii 再从溶液中得到一个电子形成负离子(iv),iv 又从NH 3得到一个质子,生成E 型烯烃(v)㊂图2 炔烃用碱金属和液氨还原的反应过程 该反应是一个有着很好立体选择性的反应㊂既然强调了这个反应的立体选择性,根据书中描述的反应机理,我们就会认为:反应在炔得到第一个电子形成自由基负离子时就已经确定了它的反式构型㊂ 通过进一步的研究,我们发现,通过ESR(电子自旋共振谱)的测量,乙烯自由基有两个sp 2杂化的弯曲结构[2⁃3],这两种弯曲结构可以迅速翻转,300K 翻转速度达到4×1010次/秒,主要原因是两种结构的转换能垒很低,只有12.5kJ /mol [2]㊂sp 型直线型结构尽管不是真实的转换中间体,但可以是这两种结构的过渡结构(图3)㊂图3 乙烯自由基两种sp 2构型转换 烯负离子(iv)的结构就稳定很多,一对电子占据一个空轨道㊂对于烯烃来说,反式结构稳定,因此在该反应的反应机理中,决定分子最后构型的应该是第二次得到电子形成烯负离子时,而不是第一次得到电子形成烯自由基负离子时㊂ 因此,反应机理应该修正为,第一步,炔得到一个电子形成烯自由基负离子,这时并没有构型差异;进一步得到NH 3中的一个H 后,形成烯自由基,这时也没有构型差异;当得到第二个电子形成烯负离子时,化合物选择了一个大基团在烯烃两边的稳定的反式构型,最后从NH 3中得到一个H 后形成反式烯烃(图4)[4]㊂图4 炔烃用碱金属和液氨还原的反应机理2 Birch (伯奇)还原 伯奇还原是芳香化合物的一个重要知识点,在第11章(芳香烃的还原)中[1]以及第19章(芳香醚55 第4期柏铭等:高教版‘基础有机化学“中两个还原反应机理的修正与补充的还原)中[1]都有介绍㊂其具体描述为 碱金属(钠㊁钾或锂)在液氨与醇(乙醇㊁异丙醇或二级丁醇)的混合液中,与芳香化合物反应,苯环可被还原成1,4⁃环己二烯类化合物,这种反应叫做Birch(伯奇)还原”(图5)㊂图5 苯被还原成1,4⁃环己二烯 书中给出了反应机理(图6)㊂反应首先也是钠与液氨作用形成溶剂化电子(蓝色溶液)㊂然后,苯环得到一个电子生成(Ⅰ),Ⅰ仍是环状共轭体系,但有一个单电子处在反键轨道上,Ⅰ从乙醇中夺取一个质子生成(Ⅱ)㊂Ⅱ再取得一个电子转变成(Ⅲ),Ⅲ是一个强碱,可以再从乙醇中夺取一个质子形成1,4⁃环己二烯㊂这里首先形成的也是一个自由基负离子(Ⅰ)㊂图6 苯被还原成1,4⁃环己二烯的反应机理 在该书第19章(芳香醚的还原)也给出了芳香醚发生Birch 还原的反应机理(图7)㊂并且进一步指出: 苯环上有可以被还原的卤素㊁硝基㊁醛或酮等官能团不能进行Birch 还原;烷基苯㊁芳香羧酸㊁酰胺㊁酯㊁苯胺及其衍生物可以进行Birch 还原”㊂图7 苯甲醚被还原成1⁃甲氧基⁃1,4⁃环己二烯的反应机理 需要指出的是,在书中用红字标出了该反应中最重要的知识点 给电子基团一般使还原速率减慢;吸电子基团使反应速率加快,而且所得产物取代基团位于被还原的碳原子上”,即还原位置的选择性(图8)㊂尽管这个知识点非常重要,但是在书中对这部分却没有解释,并且自由基负离子的形成在书中也没有说明,学生经常会对该部分内容提出疑问㊂ 在教学中,我们对该部分知识点的内容和反应机理进行了补充(图9)㊂ 通过研究吸电子和供电子官能团不同的还原机理,我们发现最终产物的双键位置是在苯环得到第一个电子形成自由基负离子时就已经确定了,因此电子进攻的位置与自由基负离子的稳定性决定了产物的结构㊂供电子基团使苯环电子云密度升高,接受电子困难,在供电子官能团的邻㊁对㊁间3个位置中,间位的电子云密度最低,最容易接受电子,形成负电荷在邻位的自由基负离子;当取代基为吸电子基团时,苯环电子云密度低,更容易接受电子,反应速率快,尤其是在吸电子官能团连接的位置,电子云密65大学化学第30卷 图8 官能团电效应对Birch (伯奇)还原的影响度最低,得到一个电子后形成的自由基负离子的负电荷刚好处在离吸电子基团最近的位置,产物稳定㊂图9 Birch (伯奇)还原的反应机理3 总结 本文对高教出版社出版的‘基础有机化学“[1]中涉及自由基负离子中间体的两个还原反应(炔烃用碱金属和液氨还原反应和Birch(伯奇)还原反应)的机理进行了修正及补充㊂参 考 文 献[1] 邢其毅,裴伟伟,徐瑞秋,等.基础有机化学.第3版.北京:高等教育出版社,2005[2] Fessenden R W,Schuler R H.J Chem Phys ,1963,39(9):2147[3] Cochran E L,Adrian F J,Bowers V A.J Chem Phys ,1964,40(1):213[4] John anic Chemisty.7th ed.Belmont:Thomson Higher Eductaion,200875 第4期柏铭等:高教版‘基础有机化学“中两个还原反应机理的修正与补充。
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e.g. LiEt3BD
Br
H
H D
(D = deuterium = 2H)
Epoxides are a special class of C-X species: there are two possible sites of attack and we can tailor our reaction conditions to gain access to either. Thus, nucleophilic conditions give rise to attack at the less hindered carbon, while the use of a Lewis acid promotes attack at the best cation-stabilising centre (usually more substituted) on account of the polarised transition state. (Again, inversion of stereochemistry is seen at the centre being attacked by “H-“).
Functional Group Reactivity with Various Reducing Agents
Reagent NaBH4/EtOH LiAlH4 LiAlH(OtBu)3 BH3-THF (i-Bu)2AlH (DIBALH) Catalytic hydrogenation
Reaction
CO2Et
1. e-
2. H-OtBu 3. e-
CO2Et
add E+
EtO2C E
(e.g. haloalkane)
1
e.g.
OMe
CO2H Na, liq. NH3
2.O1 Organic Synthesis – A. Armstrong
OMe CO2-
C3H7Br
OMe CO2-
H3O+
O
R1
R2
OH
R1
R2
H Al O HH
H3O+ (work up)
2
2.O1 Organic Synthesis – A. Armstrong
Outcome B – reduction of the alkene – can often be done by using H2 and a catalyst (e.g. Pd/C). Alternatively, we can use Na in liquid NH3, which allows the useful possibility of trapping the intermediate enolate with electrophiles. This process allows regiospecific enolate formation from the enone.
Section 4: Reductive cleavage of C-X bonds
4.1 Hydride displacements LiAlH4, NaCNBH3 and LiEt3BH (sold as “Super hydride”!) can all displace halides, tosylates and mesylates from primary and secondary alkyl positions. Since the reactions are SN2 in nature, this is a useful way of making stereospecifically deuterated compounds through the corresponding deutero reducing agents. This is of much use in biosynthetic studies.
RCHO RCOR'
RCH2OH RCH(OH)R'
+ + ++++ + + ++++
RCOCl RCOCl
RCHO RCH2OH
n/a n/a n/a - +* n/a n/a + + - + +
Lactone Epoxide RCOOR' RCOOH RCONR'R" RCONR'R" RCN
RNO2 RCH=CHR
Birch reduction
· Partial reduction of an aromatic ring
R
to a non-conjugated, 1,4-diene
Li or Na
liquid NH3
R
ROH (often tBuOH)
H-OR
HH
H-OR
EWG = CO2R, CN, etc.
+ = gives reaction shown
- = does not give reaction shown
n/+a-
= gives other = borderline
reaction case
* = if one equivalent used
5
2.O1 Organic Synthesis – A. Armstrong
HO R
LiAlH4
NaBH3CN BF3·OEt2 (Lewis acid)
4.2 Radical reactions Don't need to worry about these at the moment (await 3rd year!) but they are very useful, and not just for C-X reductions. Much of the work was pioneered by the Nobel Laureate Sir Derek Barton, who spent most of his career at Imperial College.
undergo hydrogen bonding to the carbonyl group in the enone).
O
NaBH4
MeOH
OH
OH
+
with no CeCl3: 59:41 with CeCl3: 99:1
3
2.O1 Organic Synthesis – A. Armstrong
via enol ether hydrolysis; decarboxylation of β-ketoacid; migration of alkene into conjugation with carbonyl
3.5 Reduction of α,β-unsaturated carbonyl compounds There are three possible outcomes to this: total reduction to the saturated alcohol; partial reduction to the unsaturated ketone; and partial reduction to the allylic alcohol:
O
Na liq. NH3
ONa
H3O+
E+
For outcome C – reduction of the carbonyl group only - one of the most reliable methods involves the use of NaBH4 along with CeCl3 in MeOH (known as the Luche reduction). (Mechanistically, the CeCl3 is believed to accelerate the reaction between NaBH4 and MeOH to give alkoxyborohydrides (see Lecture 1), as well as increasing the ability of the MeOH to
R OBn = R O Ph or
R
NHBn = R
N H
Ph
H2, Pd/C
Next time: Oxidation of C-H bonds, alcohols 4
AA 10.11.05
2.O1 Organic Synthesis – A. Armstrong
REFERENCE SECTION!
Diol Alcohol RCH2OH + R'OH RCH2OH
- + +- + + +
- + +- + + +
-
+ +-
+- + +
- + - ++-
RCH2NR'R" RCHO
- + - +++ - + - n/a + +
RCH2NH2 RNH2 RCH2CH2R
- + - +++ - +- - ++ - - - +- +
(relatively fast reaction)
EWG
EWG
EWG
EDG =
EDG
EDG
EDG
alkyl, OMe, NR2, etc.