新编有机合成化学

　　第1章烷烃与芳烃
　　11还原反应
　　在所有的有机化合物中，烷烃与芳烃都具有最低的氧化态。因此，用还原反应合成烷烃及芳烃无疑是一个重要的方法。由于醛、酮既大量存在于自然界中，也容易由合成方法制得，因此醛、酮还原成烃的反应是合成烷烃与芳烃的常用方法（111法）。醇、酚可用催化氢化或还原剂还原成烃（112法）。烯烃、芳烃还原也是合成烷烃的重要方法（113法）。醇、烯等化合物转变为卤代烃，卤代烃再还原成烷烃的反应，是由醇、烯合成烷烃的间接方法（114法）。
　　111法醛、酮的还原（Clemmensen反应；Wolffkishner黄鸣龙反应）
　　OZn(Hg)/HCl(H2/Pd,LiAlH4)CH2NH2NH2NNH2碱CH2CH3SH(SCH3)2活性NiCH2
　　醛、酮可以直接还原成烷烃或芳烃，常用的方法有Clemmensen还原法、金属氢化物还原法及催化氢化等。另外还可以采用其他间接方法，如将醛、酮首先转化成腙，然后在碱的作用下，使腙分解成烃（黄鸣龙还原法），或将醛、酮转化成硫缩酮后，使其脱硫成烃。
　　（1）Clemmensen还原法Clemmensen还原法［1］是在酸性条件下用锌汞齐将醛、酮分子中的羰基还原成甲基、亚甲基的一种广泛应用的方法。锌汞齐是用锌粒与汞盐（HgCl2）在稀盐酸溶液中反应制得的,锌可以把Hg2+还原为Hg，然后在锌的表面上形成锌汞齐。该反应被认为是经过了一个锌卡宾的过程。醛、酮在锌表面形成锌卡宾中间体，然后质子化得到脱氧还原产物［2］。
　　OArCH2RZnCArCH2RZnH+CHArCH2RZnH+ArCH2CH2R
　　Clemmensen还原反应常需在有机溶剂存在下，将羰基化合物与锌汞齐、浓盐酸一起加热回流，反应条件比较剧烈，因而不适宜于对酸敏感的羰基化合物的还原。
　　例一甾族二酮（1）在乙醚中用Clemmensen还原反应转化为（2），产率75%［3］。
　　12
　　例二化合物(3)用Clemmensen还原法转化成天然产物合成中间体(4)［4］。
　　34
　　如果在醚、四氢呋喃或苯等有机溶剂中，用干燥的氯化氢与锌反应，在0℃下就能比较温和地还原羰基化合物成烃［5］，这是Clemmensen还原的一种改良方法。
　　（2）金属氢化物还原用金属氢化物还原羰基化合物，通常得到醇。但有些羰基化合物在三氯化铝存在下，用氢化铝锂还原可以得到烃。该方法操作简便，产物纯度较高。
　　例以乙醚为溶剂，在室温下化合物(5)的羰基即可被LiAlH4/AlCl3以较高产率还原［6］。
　　5
　　以非金属氢化物硅烷还原芳香酮或α,β不饱和酮，也可以得到良好产率的烃［7］。
　　例在过量的BF3·Et2O存在下，三乙基硅氢对羰基化合物（6）的还原［7b］。
　　OCO2CH2CH3Et3SiH,BF3·Et2O20℃，6hCO2CH2CH364%
　　6
　　以硼氢化钠/三氟乙酸或氰基硼氢化钠/路易斯酸还原芳香酮，可几乎定量地得到还原产物［8,9］。
　　例一2乙酰基吲哚衍生物以硼氢化钠/三氟乙酸为还原剂，高产率地生成2乙基吲哚衍生物［8］。
　　95%
　　例二以二碘化锌为路易斯酸，氰基硼氢化钠可高产率地还原二苯甲酮为二苯甲烷［9］。
　　O75eqNaBH3CN15eqZnI2,82℃,48h85%
　　(3) 催化氢化法催化氢化还原羰基化合物成烃的方法，虽然没有Clemmensen还原法那样普遍，但是由于还原条件比较温和，因此特别适用于某些结构复杂的羰基化合物的还原，在还原时，羰基化合物中存在的一些基团如内酰胺、酯等均可不受影响。
　　例一芳酮或醛在中性条件下，可被RaneyNi还原。此时水作为质子源，反应需在含水溶剂中回流［10］。
　　C6H5COCH3RaneyNi
　　H2OMeOH(1∶1)回流，5hC6H5CH2CH394%
　　例二PtO2/H2可选择性地还原共轭羰基（苄位或烯丙位酮羰基）［11］。
　　OHBrOOPtO2/H26h，rtOHBrO
　　另外还可以用杂多酸［12］或负载的铂［13］作催化剂来还原醛酮成烷烃。
　　(4)WolffKishner黄鸣龙还原法WolffKishner黄鸣龙还原法［14］是将羰基化合物还原成烃的另一种广为应用的方法。通常是在碱存在下，羰基化合物与水合肼在一个高沸点溶剂（乙二醇、一缩二乙二醇、二缩三乙二醇等）中加热反应。羰基化合物首先转化成腙，然后在碱的作用下，生成的腙在高温下分解成烃。本法弥补了Clemmensen还原法的不足，它能适用于对酸敏感的羰基化合物的还原。
　　例一 在一缩二乙二醇中，6羰基十一二酸用85%水合肼和氢氧化钾加热还原得到十一二酸［15］
　　OHO2C（CH2）4（CH2）4CO2HH2NNH2·H2O，KOH一缩二乙二醇，加热HO2C（CH2）9CO2H93%
　　例二天然产物(+)Pingnisenol的关键中间体的合成 ［16］
　　70%
　　WolffKishner黄鸣龙还原法是在强碱性条件下进行的，因此，它不能用于含有对碱敏感基团的羰基化合物的还原。如果先使羰基化合物和对甲苯磺酰肼生成腙，然后用硼氢化钠或氰基硼氢化钠还原，或者用邻苯二氧基硼烷还原（接着用醋酸钠或四丁基醋酸铵分解中间体），则可在相当温和的条件下将羰基化合物还原成相应的烃［17］，而且分子中所含酯基、酰胺基、氰基、硝基、氯原子等均不受影响。对于α,β不饱和酮，用这种间接方法还原常常会发生碳碳重键的位移。
　　例一胆甾4烯3酮与对甲苯磺酰肼在95%的乙醇中回流生成腙，后者在0℃用邻苯二氧基硼烷还原生成5β胆甾3烯［17b］。
　　88%
　　例二6十一酮的对甲苯磺酰腙在冰醋酸中，在室温下，可用硼氢化钠还原生成十一烷［17c］。
　　NNHTsNaBH4AcOH84%
　　（5）缩硫酮的脱硫反应将醛或酮先转化成缩硫醛或缩硫酮，然后还原脱硫生成烃，这是间接把醛酮转变成烃的一种好方法。还原剂可用RaneyNi［18］、四氢铝锂/四氯化钛［19］、四氢铝锂/氯化锌［20］等。
　　例胆甾4烯3酮的缩硫酮经过量的RaneyNi还原，把原来的羰基转变成了亚甲基［18b］。
　　参考文献