【正文】 第五章、醇和酚的合成 第一節(jié) 還原反應(yīng)制備醇和酚 醇可以由多種含氧化合物如醛、酮、環(huán)氧化物、羧酸及其衍生物、酚、醌的還原而制得。 其中，以醛、酮的還原最為重要。醛、酮的還原可以采用多種方法：催化氫化法具有經(jīng)濟(jì)、簡便的特點(diǎn)；化學(xué)還原法是廣為應(yīng)用的方法，新的還原劑層出不窮，使還原反應(yīng)具有反應(yīng)條件溫和、選擇性好的特點(diǎn)； 醛分子間的氧化 —還原反應(yīng)是一種較特殊的合成某些醇的簡便的方法；醛、酮的雙分子還原法是合成 α—二醉的重要方法。 環(huán)氧化物可由烯與過酸反應(yīng)而制得，因此，環(huán)氧化物的還原開環(huán)成醇的反應(yīng)可看作烯烴間接加水的一種方法。 羧酸及其衍生物的還原是合成伯醇的一種方法。酚的還原是合成環(huán)己醇的重要方法 ( )。醌的還原是合成苯系及荼系鄰、對(duì)二元酚的方法。 一、醛、酮的催化氫化 催化氫化法可以便醛、酮順利地還原成醇。 常用的催化劑有活性鎳、鈀、鉑、氧化鋁或氧化鉻與其他金屬 (如銅、鋅 )組成的復(fù)合催化劑。 用活性鎳、鈀、鉑作為催化劑時(shí)，氫化反應(yīng)可以在室溫 (或稍高 )和較低的氫氣壓力下進(jìn)行； 而用氧化鉻組成的復(fù)合催化劑時(shí)．氫化反應(yīng)往往要求在比較強(qiáng)烈的條件下進(jìn)行。 OR ( H ) R 39。H 2c a t a ly s tO HR ( H ) R 39。 在乙醇中，用活性鎳作催化劑，于 25℃ 和 ，環(huán)己酮被迅速地還原成環(huán)己醇。 ON i/ H 2 / E t O H2 5 CO H 在 1， 4—二氧雜環(huán)己烷，用 CuO． Cr203作催化刑，需要在較高的溫度和壓力下還原胡椒醛成胡椒醇。 C H OOOC u OCr 2 O 3 /H 2 , 3 0 M P a1601 7 5 C , 1 , 4 d io x o n eOOO H 一般而言，用催化氫化法對(duì)有其他易被還原的官能團(tuán)存在下的醛、酮的選擇性還原是比較困難的。但是，如能選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┘胺磻?yīng)條件，選擇性還原還是可能的。 用鉑和氧化鋁作催化劑，在 70℃ 進(jìn)行催化氫化時(shí)，可供酮基選擇性還原，而酯基不被還原。 CH 3OOO C H 3 1 0 % P t / A l 2 O 3 , H 27 0 C , 1 hCH 3O HOO C H 3100% 均相催化氫化已成功地用于醛、酮的還原。所用的催化劑是釕、銠、銥等金屬的絡(luò)合物。 在強(qiáng)堿性條件下，用銠絡(luò)合物作催化劑，一些脂肪和芳香酮易被還原成相應(yīng)醇。 R CHO1 M P / H 2 / R u C l 2 ( P P h 3 ) 3b e n z e n eR CH 2 OH100% 0 . 4 M P / H 2 / R u C l 2 ( P P h 3 ) 3C H 3O2 5 C , 1 8 hC H 3O H97% 二、醛酮的化學(xué)還原 OR ( H ) R 39。O HR ( H ) R 39。[ H ]用金屬還原劑還原 醛、酮可被多種金屬還原劑還原成醇。在六甲基磷酰三胺和質(zhì)子溶劑 (如 tC4H9OH、 CH3OH)中，用堿金屬還原醛、酮，高產(chǎn)率地生成相應(yīng)的醇。 2—辛醇的合成。 CH 3 C H3OCH 3 C H3O HK / H M P T / t B u O He t h e r95% 活性鋅粉以及鋅粉與氯化物組成的復(fù)合體系能有效地將醛、酮還原成相應(yīng)的醇。 鋅粉／二氯化鉆、鋅粉／二氯化鎳或鋅粉／四氯化鈦均能將醛、酮還原成醇。 CHOC H 3CH 3 C H 3C o C l 2 6 H 2 O / Z n / D M F / H 2 Or . t . 6 hCH 2 OHC H 3CH 3 C H 395% 金屬鎂與二氯化鈣在四氫呋喃中，能迅速將環(huán)酮還原成相應(yīng)的醇。 OCH 3 C H 2O HCH 3 C H 2M g / C a C l 2 / T H Fr . t . 1 5 m in95% 用硫代硫酸鈉和二氧化硫脲還原 硫代硫酸鈉、二氧化硫脲是十分有效而經(jīng)濟(jì)的試劑，它能還原各種酮成相應(yīng)的醇。 硫代硫酸鈉（ Na2S2O3）在二氧雜環(huán)己烷中，碳酸氫鈉存在下，能對(duì)含有酮基和酯的化合物進(jìn)行選擇性還原成相應(yīng)的醇。 CH 3 O C H 3O O N a H C O3 / N a S 2 O 41 , 4 d io x o n e , 8 5 C , 3 h CH 3 O C H 3O H O92% 在乙醇中，于堿性條件下，二氧化硫脲能還原芴酮成相應(yīng)的醇。 O+ SO 2 H 2 N + NH 2N a O H / E t O H9 0 CO H+ SNH 2NH 2用金屬氫化物還原 金屬氫化合物已被廣泛地用于還原醛、酮成酵。 氫化鋁鋰是最常用的還原劑，它不但能還原 醛、酮 ，甚至也能還原 羧酸成相應(yīng)的醇。 由于氫化鋁鋰還原性極強(qiáng)，因此，對(duì)官能團(tuán)的選擇還原比較差。用氫化鋁鋰作還原劑，反應(yīng)在嚴(yán)格的無水條件下，在非質(zhì)子性溶劑 (如乙醚、四氫呋喃或二氯甲烷 )中進(jìn)行。還原反應(yīng)是按氫負(fù)離子轉(zhuǎn)移的親核加成反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行的，四個(gè)氫負(fù)離子均能被利用，最后生成烷氧基鋁鋰，經(jīng)水解后即得到醇。 2溴 4,4二苯基環(huán)己酮懸浮在無水乙醚中，在室溫下用氫化鋁鋰還原， 以產(chǎn)率 93％生成反式 2溴 4,4二苯基環(huán)己醇。 OBrC 6 H 5H 5 C 6 L iA lH 4 / e t h e rr . t .O HBrC 6 H 5H 5 C 6 硼氫化鈉是一種溫和的還原劑，它不但能在 乙醇 中，而且也能在相轉(zhuǎn)移催化劑存在下在 水 —有機(jī)兩相體系 中很好地還原醛、酮。 用硼氫化鈾還原醛、酮，不但選擇性好，一些易還原基團(tuán) (如 － NO－ CN等 )的存在可以 不受影響 ，而且操作簡便、安全， 不需無水要求 。 在甲醇中，用硼氫化鈉還原， 4硝基丁醛生成 4硝基丁醇； 4乙氧碳基環(huán)己酮還原成 4乙氧碳基環(huán)己醇。 O 2 N CHON a B H 4m e t h a n o lO 2 N CH 2 OHN a B H 4m e t h a n o lOO O C H 3O HO O C H 3采用微波輻射，用硼氫化鈉 —鋁體系能快速地將酮還原成醇。 C H 3ON a B H 4 / A lM W , 3 0 m inC H 3O H 硼氫化鈉對(duì)共軛醛、酮還原時(shí)，有一定比例的 1， 4加成產(chǎn)物。 當(dāng) α,β不飽和酮及飽和酮共存于同一分子中時(shí)，可以 優(yōu)先還原飽和酮 ，提供了在 α,β不飽和酮存在下飽和酮的選擇性還原。 N a B H 4OC H 3OOC H 3O H 硼氫化鋅的還原能力雖與硼氫化鈉相當(dāng)，但其堿性小，因此，特別適用于對(duì)堿敏感的醛、酮化合物的還原。 在二甲氧基乙烷中，由硼氫化鈉與氯化鋅反應(yīng)生成的硼氫化鋅，可將下列化合物中的碳基還原，而內(nèi)酯環(huán)不受影響。 OOOO HC 6 H 5 OM e O C H 2 CH 2 O M eZn ( B H 4 ) 2 OOOO HC 6 H 5 O 9硼雙環(huán) []壬烷 (9—BBN)是較好的選擇性還原劑，它不僅迅速地還原各種結(jié)構(gòu)的 α， β－不飽和醛、酮 ，產(chǎn)；率幾乎定量，而且其他易還原基團(tuán) (如 NOCOOH、 COOR、 CONH CN、 S、 SS、 SO、 SO N=N、鹵素等）的存在亦不受到影響。 9Borabicyclo[]nonane or 9BBN is an anoborane pound and used in anic chemistry as a hydroboration reagent. It can be prepared from 1,5cyclooctadiene and a boranedimethyl sulfide plex, using dimethoxyethane as the reaction solvent 9BBN is more stable than other boranes in the pure state, but not in solution. This is due to the formation of hydridebridged dimers in the solid state. OC H 3O O C H 39 B B N / T H F / O CH O C H 2 CH 2 NH 2O HC H 3O O C H 3 將化學(xué)計(jì)算量的 9BBN的四氫呋喃溶液滴加到 3甲基 4乙氧碳基環(huán)己烯 2酮中還 原反應(yīng)迅速發(fā)生，可生成 95％產(chǎn)率的醇。 95% 醛、酮被醇鋁還原 (MeerweinPonndorfVertey反應(yīng) ) 醛或酮與異丙醇鋁在異丙醇溶液中加熱，還原成相應(yīng)的醇，而異丙醇則氧化為丙酮，將生成的丙酮由平衡物中慢慢蒸出來，使反應(yīng)朝產(chǎn)物方向進(jìn)行。這個(gè)反應(yīng)相當(dāng)于 Oppenauer氧化 的逆向反應(yīng)。 通常，用過量的試劑和從反應(yīng)體系中除去低沸點(diǎn)的丙酮可以使還原反應(yīng)完全。一船情況下，用本法還原醛、酮產(chǎn)率是好的。本法對(duì)于合有雙鍵、硝基、酯基、鹵素等官能團(tuán)的醛、酮，可進(jìn)行選擇性還原。 對(duì)硝基苯甲醛與異丙醇鋁于室溫下作用，定量生成對(duì)硝基苯甲醇。 O 2 NC H OT F A / (i P r O ) 3 AlC 6 H 6 , r . t . 1 5 m i nO 2 NCH 2 OH100 % 在微波 (MW)作用下，采用異丙醇鋁作還原劑，僅 2min就能完成反應(yīng)。 CHOi P r O H / ( i P r O ) 3 AlM W , 2 m inCH 2 OH84% S或 R型聯(lián)萘酚與氫化鋁鋰形成的手性試劑，可使芳基烷基酮及 α,β不飽和酮進(jìn)行不對(duì)稱還原。