还原技术本章教学设计工作任务通过本章的学习及本课程的实.docx
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还原技术本章教学设计工作任务通过本章的学习及本课程的实
第七章还原技术
本章教学设计
工作任务
通过本章的学习及本课程的实训,完成以下三个方面的工作任务:
1.正确选择合适的催化加氢催化剂;
2.采用加氢技术生产医药及中间体,在高压操作过程中,会安全防范;
3.会利用典型还原试剂制备医药及中间体。
学习目标:
1.熟悉均相催化氢、转移催化氢化的概念、特点、应用。
2.掌握多相催化氢化还原官能团的方法,熟悉多相催化氢化还原法的特点,熟悉常用催化剂的应用范围、制备方法及使用条件。
3.掌握常用化学还原剂的种类、适用范围及操作特点。
4.掌握金属复氢化物、金属等常用化学还原剂在药物合成中的应用
5.熟悉硫化物还原剂的还原反应特点及适用范围
6.掌握异丙醇铝还原剂在药物合成中的应用
7.理解氢解反应的应用
学时安排
课堂教学8学时
现场教学4学时
实训项目
项目一:
扑热息痛的制备(第1步对硝基苯胺的制备)
项目二:
盐酸普鲁卡因的制备(第2步对氨基苯甲酸二乙氨基乙酯的制备)
项目三:
高压釜的使用及加氢实训
工作任务:
●在医药生产中选择合适的催化加氢的催化剂。
学习目标:
●熟悉还原反应的概念、分类及特点。
●掌握多相催化氢化还原官能团的方法,熟悉多相催化氢化还原法的特点,熟悉常用催化剂的应用范围、制备方法及使用条件。
●了解均相催化氢、转移催化氢化
第七章还原技术
第一节概述
一.还原反应的概念:
广义地讲,在还原剂的作用下,某原子得到电子或电子云密度增加的反应称为还原反应。
狭义地讲,能使有机分子中增加氢或减少氧或二者兼而有之的反应均称为还原反应。
二.还原方法的分类
根据反应所采用的还原剂及操作方法不同,还原方法可进行以下分类
(1)催化氢化反应
(2)化学还原反应
(3)生物还原反应
(4)电解还原反应
三、还原技术的应用----广泛
1.可以得到亚胺、胺类化合物;
2.可以得到醇或烃类化合物;
3.可以脱去官能团。
四、应用:
1.局麻药苯佐卡因(Benzocaine,1)的制备
2.局麻药盐酸普鲁卡因(ProcaineHydrochloride,2)的制备
第二节催化加氢法
在催化剂存在下,反应底物与分子氢进行的还原反应称为催化氢化反应。
催化氢化可分为:
催化加氢
催化氢解
一、催化加氢类型及特点
多相催化氢化
非均相催化氢化
催化氢化法转移催化氢化
均相催化氢化
★1.多相催化氢化----应用最多
(1)多相催化氢化的概念:
指在有不溶于反应介质的固体催化剂作用下,以气态氢为氢源,还原液相中作用物的反应。
(2)多相催化氢化的特点:
1范围广,活性高,速度快
2选择性好
③反应条件温和,操作方便
④经济适用,适合于大规模连续生产,易于自动控制。
⑤后处理方便,干净无污染。
2.转移催化氢化
(1)均相催化氢化的概念:
在催化剂的作用下,以有机化合物为供氢体代替多相催化氢化中的气态氢而进行的催化氢化反应。
常用供氢体有:
环己烯、环己二烯、四氢化萘、α—蒎烯、环己醇等
(2)均相催化氢化的特点
•反应条件比较温和
•操作简便
•氢化深度易控制
•选择性高
•收率好
举例:
3.均相催化氢化:
(1)均相催化氢化的概念:
指在有溶于反应介质的催化剂的作用下,以气态氢为氢源,还原作用物的反应。
(2)常用催化剂:
具有空d轨道的第ⅷ族过渡元素Rh、Ru、Ir、Co及Pt等的配合物,
★如(Ph3P)3RhCl简称TTC。
(3)均相催化氢化的优点:
①选择性高;
②对毒剂不敏感,催化剂不易中毒;
③在多数情况下不伴随发生异构化、氢解等副反应。
举例:
二、常用催化剂:
最常用者为镍、钯、铂。
1、镍催化剂:
主要有★RaneyNi、载体镍、还原镍和硼化镍。
RaneyNi又称活性镍,为最常用的氢化催化剂
使用条件:
中性和弱碱性
适用范围:
炔键、烯键、硝基、氰基、羰基
制备方法:
将铝镍合金粉末加入一定浓度的氢氧化钠溶液中,使合金中的铝形成铝酸钠而除去,而得到比表面很大的多孔状骨架镍。
2、钯催化剂
使用条件:
酸性、中性或碱性
适用范围:
炔、烯、肟、硝基及芳环侧链上的不饱和键
类型:
氧化钯、钯黑和载体钯
(1)氧化钯催化剂:
将氯化钯与硝酸钠混合均匀,熔融分解,制得氧化钯催化剂
(2)钯黑:
钯的水溶性盐类经还原而成的极细金属粉末,呈黑色,故称钯黑,常用的还原剂有:
氢气、甲醛、甲酸、硼氢化钾、肼等。
(3)载体钯:
用钯盐水溶液浸渍或吸附于载体上,再经还原剂(H2、HCHO、KBH4等)处理,使其还原成金属微粒,经洗涤、干燥,可得到载体钯催化剂。
使用时,不需活化处理。
3.铂催化剂:
活性最强
使用条件:
中性或酸性
适用范围:
烯键、羰基、亚胺、肟、芳香硝基及芳环的氢化或氢解
类型:
氧化铂、铂黑和载体铂。
(1)氧化铂将氯铂酸铵与硝酸钠混合均匀后灼热熔融,氧化过程中有大量二氧化氮放出,经洗涤等处理后即得氧化铂催化剂。
使用时,应先通入氢气使其还原为铂黑,然后再投入底物反应。
(2)铂黑
制备方法:
在水或醋酸溶液中,常温常压下以氢气还原铂酸钠或氯铂酸,即得铂黑。
用甲醛或硼氢化钠作还原剂,也能将氯铂酸还原成铂黑。
(3)载体铂将铂黑吸附在载体上即制成载体铂。
常用的载体铂有铂-碳、铂-石棉等。
工作任务:
●通过实例的剖析、讲解,学生可完成从实验室到生产,从理论到实践的意识转变;最终使学生具备从事氢化岗位技术操作的知识与技能。
学习目标:
●掌握多相催化氢化的各种影响因素
●理解多相催化氢化在药物合成中的应用
三、多相催化加氢影响因素
1.作用物的结构:
是影响氢化反应的最重要因素
作用物分子结构,
基团所在环境(电子效应和空间效应),
选用催化剂的类型和反应条件不同
2.作用物的纯度:
进行催化氢化的作用物要有一定的纯度,以防止催化剂中毒。
(1)催化剂中毒:
在催化剂的制备或氢化反应过程中,由于少量物质吸附在催化剂表面上,对活性中心产生遮蔽或破坏作用,使催化剂的活性大大降低,甚至完全丧失,这种现象称为催化剂中毒。
(2)毒剂
①某些金属及其盐类,如汞等;
②一些含有未共用电子对非金属;能与催化剂表面形成共价键的分子等。
(3)抑制剂:
使催化剂某方面活性降低,使反应速度变慢,不利于氢化反应。
但有时可提高反应的选择性。
3.催化剂的种类和用量:
催化剂的种类不同,其活性和选择性亦不同。
更换催化剂,改变反应条件,可以改变基团的活性顺序。
(1)更换催化剂时对反应的影响
举例:
(2)向反应中加入抑制剂时对反应的影响
(3)催化剂的用量
通常催化剂对作用物的重量百分数为:
RaneyNi10~20%,PtO2 1~2%,含5~10%钯-炭或铂-炭1~10%,钯黑或铂黑0.5~1.0%。
4.溶剂和介质的酸碱度
(1)溶剂的选择
①溶剂的沸点高于反应温度
②溶剂对产物有较大的溶解度
③溶剂必须有较高的纯度
(2)介质的酸碱度对反应的影响
例如:
可以看出:
在上述反应中,酸度不同,产物的顺式和反式异构体比例不同
5.温度:
在反应速度达到基本要求的前提下,选用尽可能低的反应温度
6.压力:
压力增大,氢的浓度增大,可加速反应
压力过高,会出现不应有的副反应,并会引起安全隐患
结论:
尽可能采用常压或低压氢化
7.接触时间:
通过实验来确定反应所需要的时间
●接触时间短,反应不充分;
●接触时间过长,会造成过度氢化或引起其它副反应,对氢化反应不利
8.搅拌
(1)搅拌的作用:
一、使密度较大的金属催化剂均匀地分散在反应体系中
二、增强传质传热效果,防止局部过热
(2)应用
微量反应液:
通氢鼓泡使反应液搅拌充分;
工业生产中:
由于大量作用物进行氢化,必须采用适宜的搅拌。
四、多相催化加氢在药物合成中的应用
1.还原烯、炔烃
(1)烯烃的氢化
催化剂:
钯、铂或镍
操作方法:
烯烃为气体时可以先与氢气混合,再通过催化剂;
烯烃为液体或固体时,可以溶解在惰性溶剂中,加催化剂后通入氢气,
应用:
催化氢化法还原烯键的应用非常广泛
如雄激素美雄酮中间体(3)的制备
如解痉药新握克丁中间体(4)、冠状动脉扩张药维拉帕米中间体(5)等的合成。
(2)炔烃的氢化
催化剂:
钯、铂、RaneyNi等,在常温常压下能迅速反应
注意事项:
选用合适的催化剂,控制反应温度、压力和通氢量等,可以使反应停留在烯烃阶段
举例:
如维生素B6中间体(6)和维生素A中间体(7)的合成。
利尿药螺内酯中间体(7)的制备
2.还原含氮化合物-----用于制备胺类产品
(1)还原硝基化合物:
可用于实验室制备,又适合于大规模的工业生产
常用催化剂:
活性镍、钯、二氧化铂、钯-碳等均是
优点:
价廉,后处理简便且无“三废”污染
举例:
如,抗菌药奥沙拉秦中间体(9)等的合成
(2)还原腈
腈的还原主要使用催化氢化和金属氢化物还原法。
由于腈易水解为羧酸,故而不宜采用活泼金属与酸的水溶液作为还原体系
如:
催化氢化还原
方法一:
常温常压下用钯或铂为催化剂在酸性溶剂中还原,使产物伯胺成为铵盐从而阻止加成副反应的进行
方法二:
加压下用活性镍作催化剂在溶剂中加入过量的氨,使脱氨一步不易进行从而减少副反应产物
如维生素B6中间体(10)的制备
3.还原醛、酮
工业上由葡萄糖氢化得山梨醇及肾上腺素的制备
工业应用举例:
山梨醇的制备
(一)制备过程
1.氢气制备
氢气制取采用甲醇裂解重整—变压吸附法,主要有甲醇裂解造气和变压吸附提纯两个步骤。
①甲醇裂解造气
甲醇和去离子水按一定比例经加压、汽化过热后,其混合蒸汽在催化剂作用下发生催化裂化和转化反应,反应为吸热反应,热源由高温导热油系统供给。
②变压吸附提纯
2.氢化过程
①反应原理
(二)工艺流程框图
1.氢气制备
2.氢化过程
3.粗醇精制
五、高压釜的结构及常用类型
(一)高压釜的结构
高压釜由反应容器、搅拌器及传动体统、冷却装置、安全装置、加热炉等组成。
1.釜体由不锈钢加工制成,通过螺丝与法兰连接;釜盖为整体平板盖,两者通过
螺栓螺母紧密连结。
2.高压釜的主密封口采用双线密封,其余密封点依靠接触面的高精度和光洁度达到良好的密封效果。
3.釜体外装有桶形碳化硅炉芯,中有电炉丝穿出,通过接线螺柱、电缆线与控制器相连。
4.釜盖上有压力表、爆破膜安全装置、气液相阀、霍尔传感器。
5.连轴器有一对具有很强磁力的内、外磁环组成,中间有承压隔套。
搅拌器有直流电机通过连轴器驱动。
6.隔套上有霍尔传感器,,可产生脉冲信号,送至转速数显表上显示搅拌转速数值。
7.磁连轴器与釜盖间装有冷却水套。
8.轴承采用陶瓷轴套,耐磨损,维修周期长
(二)常用类型
1.10L卧式高压反应釜
2.10L带液位计锆材反应釜
3.1000L高压反应釜
4.130L高压反应釜
5.50L全不锈钢高压反应釜
6.100L衬镍材高压反应釜
7.20L无搅拌高温高压反应釜
工作任务:
●利用复氢化合物和金属为还原试剂制备还原产品。
学习目标:
●掌握常用化学还原剂的种类、适用范围及操作特点。
●掌握常用化学还原剂在药物合成中的应用
第三节化学还原法
一、复氢化合物还原剂
1.金属复氢化合物
★最常用:
氢化铝锂(LiAlH4)、硼氢化钾(钠)[K(Na)BH4]
(1)反应条件与操作方法
①氢化铝锂(LiAlH4)
反应条件:
无水
不能使用含有羟基或巯基的化合物作溶剂。
溶剂:
无水乙醚或无水四氢呋喃
反应结束后处理:
可加入乙醇、含水乙醚或10%氯化铵水溶液以分解未反应的氢化铝锂和还原物。
②硼氢化钾(钠)
反应条件:
可加入少量的碱,有促进反应的作用。
溶剂:
醇。
当反应温度较高时,可选用异丙醇、二甲氧基乙醚等作溶剂。
反应结束后处理:
加稀酸分解还原物并使剩余的硼氢化钾生成硼酸,便于分离。
(2)应用:
①还原醛、酮
硼氢化物由于其选择性好,操作简便、安全,已成为本类还原的首选试剂。
如:
避孕药炔诺酮中间体(10)的生产
抗真菌药芬替康唑中间体(11)的制备
②还原羧酸及其衍生物
氢化铝锂为常用还原试剂,其反应特点:
选择性较差且反应条件要求较高。
该试剂一般不与孤立的烯键、炔键发生还原反应。
举例:
维生素A中间体的制备
2、硼烷
常用试剂:
甲硼烷(BH3)、乙硼烷(B2H6)
应用:
还原烃类,乙硼烷易与烯烃、炔烃还原
硼烷对碳-碳双键的加成速度,受反应物与硼烷取代基立体位阻的影响,随着烷烃取代基数目增加而降低。
下式中还原活性不同,(a)>(b)>(c)。
其一,利用硼烷与不饱和键的加成反应生成烷基取代硼烷后,不经分离,直接进行氧化,即可得到相应的醇,进而可氧化为醛或酮。
其二,利用硼烷与不饱和键的加成反应生成烷基取代硼烷后,可在甲醇钠的甲醇溶液中与碘、溴素反应,硼原子被卤素取代,得到相应的碘代烷或溴代烷。
(3)还原羧酸及其衍生物
二、活泼金属还原剂
1、碱金属还原剂
(1)Birch反应
①Birch反应的概念:
在液氨-醇中金属钠将芳香族化合物还原成非共轭二烯的反应称Birch反应。
●若取代基为供电子基化合物,生成1-取代-1,4-环己二烯;
●若为吸电子基,则生成1-取代-2,5-环己二烯。
②Birch反应常用的碱金属:
钠、锂、钾
其还原活性为锂﹥钠﹥钾。
③Birch反应在药品生产过程中的应用:
如:
长效避孕药18-甲基炔诺酮(12)的制备
★工业生产实例
D-2-氨基-2-(1,4-环己二烯基)乙酸的工业生产:
该产品为生产抗菌药依匹西林和头孢类定的中间体。
(一)反应原理
(二)流程方框图
(三)操作过程
在1000L的低温反应釜中加入7.5kgD-笨甘氨酸和新蒸馏的并用30g金属锂处理过的氨610L,搅拌溶解,并慢慢加入250L无水叔丁醇搅拌稀释。
搅拌1h后分批少量加入1125g金属锂,直至反应液呈持久的蓝色。
再加入26kg三乙胺盐酸盐,搅拌30min,升温至室温,蒸发氨并回收,然后减压蒸馏回收其他溶剂。
所得残留物(白色)加少量(1:
1)甲醇水溶液,搅拌溶解后放入沉淀釜。
在4000L沉淀釜放入上述溶液,搅拌下加入2700L1:
1氯仿-丙酮溶液,慢速搅拌以析出沉淀,再搅拌1h后压滤、真空干燥,得粗品(白色)。
粗品经粉碎,返回到沉淀釜,加甲醇水溶液搅拌溶解后,再加入1:
1氯仿-丙酮溶液以析出沉淀,接着过滤、洗涤、真空干燥,得约8.0kg产品,用HPLC测定含量大于98.5%,熔点297ºC(分解)。
(四)注意事项
1.本反应是在低温无水条件下进行,D-笨甘氨酸含量应小于0.1%,液氨必须先用金属锂处理,蒸馏后,方可使用。
2.本工艺收率接近理论量。
2、锌及锌汞齐还原剂
(1)Clemmensen还原反应
●概念:
在酸性条件下,用锌汞齐或锌粉还原醛基、酮基为甲基或亚甲基的反应称Clemmensen反应。
●反应条件:
将锌汞齐与羰基化合物在约5%盐酸中回流,醛基还原成甲基,酮基则还原成亚甲基。
●应用:
①常用于芳香脂肪酮的还原
②α-酮酸及其酯类只能将酮基还原成羟基,
③β-或γ-酮酸及其酯类则可将酮基还原为亚甲基:
●注意事项:
该反应一般不能适用于对酸和热敏感的羟基化合物的还原。
●方法改进:
在无水有机溶剂(醚、四氢呋喃、乙酐、苯)中。
用干燥氯化氢与锌,于0ºC左右反应,就可还原羰基化合物,扩大了本反应的应用范围。
如,抗凝血药吲哚布芬(14)的生产
(2)锌-乙酸还原剂锌-乙酸体系可以选则性地将酮羰基邻位的乙酰氧基、羟基和卤素进行还原消除,环状酸酐可以被还原成内酯。
★3、电解质溶液中的铁还原剂
(1)特点:
价格低廉、工艺简单、适用范围广、副反应少、对反应设备要求低,常用于生产含水溶性基团的芳胺
(2)影响因素
①硝基化合物的结构
芳环上有吸电子基存在,还原反应容易进行,反应的温度可较低;
芳环上有给电子基存在,还原反应较难进行,反应的温度较高
举例:
扑热息痛中间体对氨基苯酚的制备,需在回流状态下进行,而盐酸普鲁卡因中间体对氨基苯甲酸的制备,在温和的条件下即可反应。
②铁粉的质量。
一般采用干净、质软的灰色铸铁粉,铁粉的粒度以60~100目为宜。
③铁粉的用量。
理论上1mol硝基化合物需要2.25mol的铁粉,实际上用量为3~4mol,过量多少与铁粉质量与粒度大小有关。
④电解质。
通常是先在水中放入适量的铁粉和稀盐酸,加热一定时间进行铁的预蚀,除
⑤反应器:
工业上常采用衬有耐酸砖的平底钢槽和铸铁制的慢速耙式搅拌器,并用直接水蒸气加热。
(3)应用:
应用广泛
如消炎镇痛药苯恶洛芬中间体(13)的制备。
工业应用实例一:
普鲁卡因的生产
(一)反应原理
(二)流程方框图
(三)操作过程
开启还原釜搅拌和蒸汽加热系统,在30℃下加入水和铁粉,加毕,在(60+-5)℃下搅拌反应45min,再降温至40℃反应3~4h。
反应结束后,将反应混合物经板框压滤机压滤,滤饼水洗后,尽可能压干。
(四)注意事项
1.铁泥反应完后可回收供给钢铁厂,但必须尽可能洗涤干净,且压干、晒干成粉状。
2.除上述铁粉还原法外,还可采用加氢还原、电化学还原等。
工业应用实例二:
3,5-二氨基苯甲酸的制备
该产品是生产磺胺类抗菌药黄安柯定的中间体
(一)反应原理
(二)流程方框图
(三)操作过程
在反应釜内依次投入水、工业盐酸和铁屑,开启搅拌,加入3,5-二硝基苯甲酸,慢慢升温至90℃。
搅拌30min后,继续升温至回流,并回流2~3h,接着稍冷却,分批加入碳酸钠至pH9.5左右,趁热过滤,滤液转至酸化釜。
然后冷却至30℃,滴加工业盐酸,以析出针状结晶,直至pH值接近于1。
再离心过滤,冰水洗涤、甩干、真空干燥,得成品,收率大于95%,含量大于98%。
(四)注意事项
1.铁屑规格及用量
铁屑用富有碳素的灰色铸铁较好,不果铁屑粒度的选择应慎重。
粒度小,比表面积虽然较大,有利于加快反应,但铁粉活化后反应太快会出现冲料现象,因此往往需分批投料,给工业生产操作带来很大不便。
如果选用机械厂的废铁屑,虽粒度较大,不均匀,但可一次性投料,价格便宜,操作方便。
处理方法:
废铁屑使用前须经碱处理去油污,再用稀酸处理。
用量:
实际应用比理论稍过量。
若用量不足,反应不完全,而且生成的铁泥难过滤;若用量过多,一方面增加了铁泥量,另一方面,铁泥的吸附作用会影响产率。
2.酸及其用量
常用的酸为工业盐酸和乙酸,由于氯离子对设备有腐蚀性,建议用乙酸,用量为理论量的1~2%,这是由于铁屑经酸腐蚀后生成的铁盐具有催化作用,且本身为电解质,增加了溶液导电性,加快了氧化反应的发生。
3.该反应为放热反应,反应初期,需加热活化,带加热温度接近90℃,暂停加热,防止冲料,一个半小时后,反应变慢,后期仍需加热。
工作任务:
●利用硫化物还原剂完成还原过程,制备医药及中间体;
●利用氢解反应除去杂原子;
学习目标:
●熟悉硫化物还原剂的还原反应特点及适用范围
●掌握异丙醇铝还原剂在药物合成中的应用
●理解氢解反应的应用
三、硫化物还原剂
1.常用的硫化物还原剂
①硫化物为还原剂:
硫化钠、硫氢化物和多硫化物
反应在水或醇介质中进行
②含氧硫化物为还原剂:
连二亚硫酸钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠
特点:
条件比较温和,产物分离比较方便,但收率较低,废水处理比较麻烦。
2.生产中的注意事项:
①被还原物的选择:
芳环上含有吸电子基团,有利于还原反应;
芳环上含有给电子基团,将阻碍还原反应的进行。
②反应介质的碱性
硫化钠作还原剂时,由于不断有氢氧化钠生成,可在体系中加入氯化铵、硫酸镁、氯化镁等物质降低反应体系的碱性。
二硫化钠或多硫化钠作还原剂时,反应过程无氢氧化钠生成
3.应用
(1)多硝基化合物部分还原采用硫化物进行部分还原的条件比较温和,硫氢化钠或二硫化钠过量5%~10%,反应温度控制在40~85℃,一般不超过100℃,以避免发生硝基的完全还原,有时需要加入无机盐或酸(如硫酸镁、盐酸等)以降低介质的碱性。
如
多硝基化合物部分还原时,处于—OH或—OR等基团邻位的硝基可被选择性的还原
(2)多硝基化合物的完全还原一般采用硫化钠或二硫化钠为还原剂,过量10%~20%,反应温度控制在60~100℃。
有时为了还原完全,缩短反应时间,可控制在125~160℃,在高压釜中进行。
★工业应用实例
为生产对乙酰胺基苯甲醛的其中一步反应
(一)反应原理
(二)流程方框图
(三)操作过程
在还原釜内加入对硝基苯甲醛、亚硫酸氢钠、七水硫酸亚铁、水和碳酸钙,开启搅拌和蒸汽加热系统,慢慢升温使反应物全部溶解,再继续升温至回流,并保持平稳回流2h。
然后热过滤,用80℃热水淋洗滤饼、甩干,且合并滤液和洗液,真空浓缩至干,即得产品粗品。
注:
此化合物还可采用硫化钠/硫粉作为还原剂进行还原
四、其他还原剂
1、水合肼还原剂
Wolff-黄鸣龙反应
(1)概念:
醛、酮在强碱性条件下,与水合肼缩合成腙,进而放氮分解转变为甲基或亚甲基的反应称Wolff-黄鸣龙反应
(2)操作步骤
将醛或酮和85%水合肼、氢氧化钾混合,在二聚乙二醇(DEG)或三聚乙二醇(TEG)等高沸点溶剂中,加热蒸出生成的水,然后升温至180~200ºC在常压下反应2~4小时,即还原得亚甲基产物。
优点:
省去加压反应步骤
收率也有所提高,一般在60~95%之间
具有工业生产价值
(3)特点及适用范围
特点:
简便、经济、安全、收率高,应用广泛
适用范围:
●对酸敏感的吡啶、四氢呋喃衍生物
●甾族羰基化合物
●难溶的大分子羰基化合物
●分子中有双键、硝基存在
●位阻较大的酮基
★2.醇铝为还原剂
Meerwein-Ponndorf-Verley还原反应:
将醛、酮等羰基化合物和异丙醇铝在异丙醇中共热时,可还原得到相应的醇,同时将异丙醇氧化为丙酮。
(1)反应中,若想提高产率,可采用以下方法:
1增大还原剂用量
2移出生成的丙酮
③酮类与醇-铝的配比应不少于1:
3
(2)应用:
选择性高,对分子中含有的烯键、炔键、硝基、缩醛、腈基及卤素等可还原基团无影响。
工业生产实例:
在氯霉素的生产过程中就采用了异丙醇铝为还原剂
工业生产实例:
氯霉素的工业生产
该反应优点:
本反应采用的异丙醇铝-异丙醇还原法有较高的选择性,其反应产物是占优势的一对苏型立体异构体(用别的还原方法可能得到4种立体异构体)。
而且分子中的硝基不受影响。
(一)制备过程
1.异丙醇铝-异丙醇的制备:
将洁净干燥的铝片加入干燥的反应罐内,加入少许三氯化铝及无水异丙醇,升温使反应液回流。
此时放出大量热和氢气,温度可达110℃左右。
当回流稍缓和后,在保持不断回流的情况下,缓缓加入其余的异丙醇。
加毕回流至铝片全部溶解不再放出氢气为止。
冷却后,将异丙醇铝-异丙醇溶液压至还原反应罐中。
2.还原反应
将异丙醇铝-异丙醇溶液冷至35~37℃,加入无水三氯
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