典型还原反应及机理

碱土金属可 促进α,β-不 饱和酮的选 择性还原
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
2.9 还原醛和酮
1、高位阻酮生成醇 2、芳环上氯被还原
Байду номын сангаас
镧系 金属
-COOH，-NO2 -CONH2，-Cl -COOMe ，-CN
不受还原影响
2.9 还原醛和酮
镧系金属在促进化学、立体选择性上应用：
2.1 还原烯烃、炔烃
1、CH2Cl2有利于低极性底物溶解； 2、双取代炔烃主要生产酮
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。
二、NaBH4还原
可还原基团
醛 酮 酰氯
单独使用
复合使用
NaBH4
可还原基团
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
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
二、NaBH4还原
仅使用NaBH4时还原机理：
机理1
2.1 还原烯烃、炔烃
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
采用催化量NaI替代I2，电化学氧化进行循环。
典型还原反应及机理
目录
1. 常用还原剂 2. NaBH4还原 3. 其它典型还原方法 4. 总结
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、Zn 2、H2/M M = Pt、Pd、Ni 3、H负离子 NaNH2、NaH、NaBH4、LiAlH4、NH2NH2 4、硫化物 H2S、Na2S、Na2SO3、Na2S2O3、保险粉 5、低价化合物 HI、Fe2+、Cu+、Sn2+
I2催化 机理：
2.2 还原羧酸
碘后加
I2催化可实现-COOH、“=”的选择性还原 方案6
三聚氯氰催化亦可实现温和条件下高效转化
方案7
2.2 还原羧酸
(BOP)
(DIPEA)
硝基、腈基、酰胺、卤代、叠氮基不受还原影响
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、
Me、OH、NH2、OMe、Cl对反应速 率无影响，且不受还原影响
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
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
纯度低
*
2.9 还原醛和酮
酮的不对称性还原：
*
2.9 还原醛和酮
酮的不对称性还原：
*
*
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
机理2
氢负离子反应机理
少量NaOH时：
过量NaOH时：
水解完体系呈碱性。
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
(B2H6-THF, B2H6SMe2, B2H6-NR3)
例：
硼氢化钠原位产生(in-situ) BF3产生硼烷效率更高
2.1、还原烯烃、炔烃
2.9 还原醛和酮
负载型NaBH4还原试剂应用：
反应时 间长
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
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：
2.9 还原醛和酮
酮的不对称性还原：
*
产品易外消
旋化，光学
叠氮等基团的影响。
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
2.3 还原氨基酸
Pentachlorophenol Boc
Boc保护基不受还原作用影响
2.4 还原酯基
（式1）
n(NaBH4) : n(ZnCl2) : n(叔胺) = 2 : 1 : 1 THF为最佳溶剂，醇中主要发生酯交换反应
方案1
2.2 还原羧酸
方案2
方案3
2.2 还原羧酸
1、n(CF3COOH) : n(RCOOH)= 1 : 1； 2、芳香族羧酸产率低(<30%)
采用比底物酸性更强的羧酸促进还原转化
方案4
2.2 还原羧酸
方案5 1、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。
硼烷还原机理：
伯醇
烷烃
2.1、还原烯烃、炔烃
NaBH4用量大（2当量）
2.1 还原烯烃、炔烃
1. R=CH2OSiMe2But 2. R=CH2OCH2CH3 3. 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
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。
2.7 还原酰氯
Substrate
T (℃) t (min)
0
30
0
15
0
15
Product
Yield (%)
98
氯、硝基、
酯基、双键
93
等基团不受
还原影响
95
0
30
86
2.8 还原硝基
酮、脂肪族酯基、烯烃和腈基 同时被还原
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
2.5 还原酰胺
采用NaBH4/CoCl2还原时，羟基/非羟基溶剂均可使用
2.5 还原酰胺
Se化合物与NaBH4反应产生化合物5和6 1、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
2.6 还原腈基
LiAlH4还原 效率低