《还原反应》课件

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1、填空题(10分)9/18/20211药物合成基础第七章还原反应7.1还原反应机理7.0概论还原反应：使有机分子中碳原子总的氧化态降低的反应；使底物(原料)增加氢或失去氧的反应；在还原剂作用下，使有机分子得到电子或使参加反应的碳原子上电子云密度增高的反应1）根据使用的还原剂不同，还原反应分为三类：催化氢化还原反应：在催化剂存在下，与分子氢进行的加氢反应化学还原反应：使用化学物质作为还原剂进行的还原反应。还原反应的分类：负氢离子转移还原反应(NaBH4,LiAlH4,...)电子转移还原反应(Na,K,Li,...)按机理分为9/18/20212多相还原(非均相催化氢化,Heteroge

2、neoushydrogenation)：在催化氢化中，催化剂自成一相等的反应。所有反应物不能溶解成为一相的反应单相还原(均相催化氢化,homogeneoushydrogenation)：催化剂溶解于反应介质中。所有反应物能溶解成为一相的反应2）按还原反应相的分为：生物还原反应：使用微生物发孝或活性酶进行底物特定结构底还原反应.按还原方法分为微生物发酵(jiao)法酶催化法9/18/202137.1还原反应机理7.1.1非均相催化氢化反应1.基本过程所有非均相催化反应都在催化剂表面进行影响催化反应的因素：反应物的浓度、反应温度、压力、搅拌、催化剂的表面面积、助催与中毒现象等非均相催化反

3、应的过程：五个连续步骤1).作用物分子向催化剂界面扩散2).作用物分子在催化剂表面吸附(物理吸附和化学吸附)3).作用物分子在催化剂表面进行化学反应4).产物分子在催化剂表面解吸5).产物分子在从催化剂界面向介质扩散解吸在上述步骤中，最重要的是吸附和解吸两步9/18/202142.多相催化氢化反应历程Polyani提出下列反应历程：1).氢分子先在催化剂表面活性中心进行化学吸附2).烯烃与相应活性中心进行化学吸附，其键断开形成两点吸附的活化中间体即－络合物3).活化了的氢进行分步加成，首先得到半氢化状态的中间体4).氢进行顺式加成而得烷烃。9/18/202153.官能团对多相催化

4、氢化的活性很多官能团均可用催化氢化还原，但活性差别较大不同官能团氢化难易顺序表(由易到难排列)9/18/202169/18/202179/18/202184.催化转移氢化反应催化转移氢化反应属于非均相催化氢化。特点是在金属催化剂存在下，用有机化合物作为供氢体以代替气态氢作为反应氢源。常用的供氢体：不饱和脂环烃、不饱和帖及醇类常用的催化剂：钯－碳转移氢化反应主要用于：烯键、炔键的氢化硝基、偶氮、亚胺和氰基的还原碳－卤键、苄基、烯丙基的氢解该反应特点：设备与操作简单、反应条件温和、基团还原选择性好9/18/20219表7-3.转移氢化还原实例9/18/2021107.1.2均相催化氢化反

5、应均相催化氢化反应特点：催化剂呈络合物分子状态溶解于反应介质中，反应条件温和、基团还原选择性好、速度快、副产物少1.均相催化剂均相催化剂是具有控d轨道的第VIII族过渡元素Rh(铑)、Ru(钌)、Ir(铱)、Co、Pt等络合物9/18/2021112.反应历程均相催化涉及：氢的活化、反应物的活化、氢的转移、产物的生成3.应用范围选择性还原不饱和碳－碳键表7－4常用均相催化剂的应用范围9/18/2021127.1.3氢负离子转移还原第三族元素硼、铝等的氢化物，可以氢负离子的形式与不饱和键加成而得一络合物离子，进而与质子结合而完成加氢还原过程1.金属氢化物作还原剂主要是以锂、钠、钾等离子

6、与硼、铝等复氢负离子形成的复盐。常见的有氢化铝锂(LiAlH4)、氢化硼锂(LiBH4)、氢化硼钠(NaBH4)、氢化硼钾(KBH4)及其衍生物。9/18/202113表7－5金属复氢化物还原特性9/18/2021141).脂肪族(RCOOR1)被还原成RCH2OH＋R1OH2).还原成氧化偶氮化合物Ph-N=NPh+表示能还原，－表示不能还原O9/18/2021152.硼烷作还原剂表7－6硼烷还原的官能团9/18/2021167.1.4电子转移还原以活性金属(Na,K...)作为电子的供应源，电子从金属表面或金属溶液转移到被还原基团形成自由基或负离子，继而与反应介质水、醇或酸提供的

7、质子结合，其最终结果是氢原子对重键的加成或对碳－杂键的氢解，从而完成了还原过程常用的活性金属碱金属：Li,Na,K碱土金属：Ca,Mg副族金属等其它：Zn,Sn,Fe,Na-Hg9/18/2021177.2不饱和烃的还原不饱和烃的还原常用催化氢化；除了芳烃可选用化学还原法外，其它的烯炔用化学还原法外一般效果差7.2.1烯、炔的还原烯、炔的还原:多相催化氢化、均相催化氢化、硼氢化还原1.多相催化氢化特点：(1)还原范围广，反应活性高，速度快，能有效的还原多种