藥物合成反應(yīng)中的還原反應(yīng)

1、第七章 還原反應(yīng) Reduction Reaction,在化學(xué)反應(yīng)中，使有機物分子中碳原子總的氧化態(tài)降低的反應(yīng)稱為還原反應(yīng)。 增加氫或減少氧。,概 述,第二節(jié)不飽和烴的還原 一 炔、烯烴的還原,1 多相催化氫化法 （催化劑 Ni , Pd , Pt ）,反應(yīng)歷程吸附：物理吸附(催化劑表面) 化學(xué)吸附(化學(xué)鍵-活性中心)反應(yīng)：作用物在催化劑表面化學(xué)反應(yīng)解析：產(chǎn)物從催化劑表面解析擴散：產(chǎn)物分子向介質(zhì)擴散

2、,①鎳為催化劑:raney鎳，載體鎳，還原鎳等特點：價廉易得，還原范圍廣,raney鎳(活性鎳)：多孔海綿狀骨架結(jié)構(gòu)的金屬微粒(比表面積大),制備Ni-Al + 6NaOH?Ni+2Na3AlO3+3H2?不同條件制得不同型號W1-W8活性順序：W6>W7>W3 W4>W5>W2>W1>W8活性檢驗：干燥Raney Ni空氣中自燃保存：乙醇覆蓋，低溫保存,②鈀(Pd)

3、為催化劑,③鉑（Pt）為催化劑,亞當(dāng)斯催化劑,亞當(dāng)斯1889年生于美國波士頓，1908年畢業(yè)于哈佛大學(xué)，曾在柏林Ｅ·費歇爾實驗室從事博士后研究工作。這一年的國外學(xué)習(xí)為他以后一生的事業(yè)奠定了基礎(chǔ)，使他成長為美國化學(xué)界最有代表性的人物之一 1913年回國后，亞當(dāng)斯先在哈佛大學(xué)任講師，主要研究課題是有機合成，他合成了許多藥物，如丁卡因就是由他首次合成的。還有他合成的催化劑，后來成為實驗室中最常用的一種催化劑，人們將其稱為亞當(dāng)

4、斯催化劑。他對具有生理特效的天然產(chǎn)物也一直進行研究，并取得很多成果。此外他還對有機化學(xué)理論及美國有機化學(xué)工業(yè)都作出了很大貢獻，他一生發(fā)表了405篇文章。 美國亞當(dāng)斯化學(xué)獎 Roger Adams Award in Organic chemistry 創(chuàng)辦時間: 1959年.世界最有成就的一些有機化學(xué)家、諾貝爾獎金獲得者都曾獲得過亞當(dāng)斯獎。如1965年獲諾貝爾化學(xué)獎金的美國人伍德沃德、1969年獲諾貝爾獎金的英國人巴頓等。,多相氫化

5、因素:,毒劑：由于引入少量雜質(zhì)使催化劑的活性不可逆地大大降低，甚至完全喪失，此現(xiàn)象稱催化劑中毒，使催化劑中毒的物質(zhì)稱毒劑。抑制劑：引入少量物質(zhì)使催化劑活性在某一方面受到抑制，但經(jīng)過適當(dāng)?shù)奶幚碇罂梢曰謴?fù)，則稱為阻化，使催化劑阻化的物質(zhì)稱為抑制劑。,c. 溶劑及介質(zhì)的酸堿度a)有機胺或含氮芳雜環(huán)的氫化，通常選用HAC為溶劑-防催化劑中毒Ni:中性或弱堿性介質(zhì)Pd,Pt中性或弱酸性介質(zhì),b)介質(zhì)的酸堿度，不僅影響反應(yīng)的速度和選擇性

6、，而且影響產(chǎn)物的立體構(gòu)型,乙醇乙醇+10% HCl,53%93%,47%7%,立體化學(xué)特征：順式加成，并且是從位阻較小的一面去進行加成。,2 均相催化反應(yīng)：(Ph3P)3RhCl, TTC(氯化(三苯瞵)合銠)、(Ph3P)3RuCl 苯 EtOH 丙酮 末端雙鍵易氫化 單取代＞雙取代＞三取代＞四取代,二 芳烴的還原反應(yīng),1 催化氫化 (高壓高溫條件下）,2 Birch反應(yīng)（伯奇還原） 芳香化合物用堿金屬（

7、鈉、鉀或鋰）在液氨與醇（乙醇、異丙醇或仲丁醇）的混合液中還原，苯環(huán)可被還原成非共軛的1，4-環(huán)己二烯化合物。,苯環(huán)上供電子基取代(-OCH3, -N(CH3)2), -R等主要生成1-取代基-2,5-二氫化苯類,苯環(huán)上吸電子基取代(-COONa等)，主要生成1-取代基-1,4-二氫化苯類,20%,80%,第三節(jié) 醛、酮的還原反應(yīng)一 還原成烴的反應(yīng),1 Clemmensen還原（酸性條件下反應(yīng)),Zn-Hg 活性＞Zn,醛酮還原：最適合

8、芳香-脂肪混酮的還原；芳環(huán)上連有羥基、甲氧基對反應(yīng)有利,※ 可還原雙鍵，包括非羰基雙鍵；炔鍵還原為烯鍵,2 黃鳴龍還原（堿性條件下還原）,a,b-不飽和醛還原時可能發(fā)生雙鍵位移,二 還原成醇的反應(yīng),1 金屬復(fù)氫化合物還原劑 LiAlH4 KBH4 (1)LiAlH4為還原劑,（ 2）KBH4 NaBH4 LiBH4,2 異丙醇鋁為還原劑（Meerwein-Ponndorf-Verley）米爾魏因-龐多夫-韋萊,影響反應(yīng)

9、的因素：1.本反應(yīng)為可逆反應(yīng)：增大還原劑量及蒸去丙酮，有利反應(yīng)，(酮：醇鋁不小于1:3)2.加入一定量AlCl3，提高反應(yīng)速度和收率3.1,3-二酮，b-酮酯(易烯醇化)等羰基化合物，含酸性羥基，羧基等酸性基團的羰基化合物其羥基、羧基易與異丙醇鋁成鋁鹽，抑制反應(yīng)，一般不采用本法還原。4.異丙醇鋁具堿性，可催化某些活性亞甲基或a-活性氫的羰基化合物發(fā)生分子間的縮合副反應(yīng),三 羰基化合物的雙分子還原偶聯(lián)反應(yīng),第四節(jié) 羧酸及其衍生物的

10、還原 一酰氯的還原,1 Rosenmund羅森蒙德反應(yīng)：催化氫化選擇性還原得到醛的反應(yīng)酰氯用受過硫－喹啉毒化的鈀催化劑進行催化還原，生成相應(yīng)的醛：,反應(yīng)物分子中存在硝基、鹵素、酯基等基團時，不受影響。,2 金屬復(fù)氫化合物為還原劑,二 酯及酰胺的還原,1 酯還原成醇①金屬復(fù)氫化合物為還原劑,NaBH4／酰基苯胺,2 還原成醛,3 酯的雙分子還原偶聯(lián)反應(yīng),4 酰胺還原成胺 （1）LiAlH4為還原劑,1 還原成胺 ①催化氫化 H2

11、/Pt Ni Pd,三 腈的還原,② LiAlH4為還原劑 RCN:LiAlH4=1:0.5 ③ BH3為還原劑,四 羧酸及酸酐的還原,第五節(jié) 含氮化合物的還原 一 硝基的還原,1 活潑金屬為還原劑 ① 鐵為還原劑 鐵為電子供體,(酸性條件),② Zn、Sn為還原劑,2 含硫化合物的還原 (1)硫化物 Na2S Na

12、2S2 (NH4)2S NaHS,位阻小先被還原,-OH,RO-鄰位硝基先被還原,(2)含氧的硫化物連二亞硫酸鈉(Na2S2O4)在OH條件下,3 催化氫化還原,96%非那西丁,4 金屬氫化物還原,二、肟、甲亞胺、偶氮、疊氮化合物的還原,第六節(jié) 氫解反應(yīng),一 脫鹵氫解（C-I C-Br C-Cl C-F） 催化氫化,電子云密度小的鹵素易被裂解,(b)金屬復(fù)氫化合物(LiAlH4),R=H, CH3, X=O