Birch还原

科技工作者之家 2020-11-17

伯奇还原反应Birch还原)是指用钠和醇在液氨中将芳香环还原成1,4-环己二烯的有机还原反应。此反应最早由澳大利亚化学家Arthur John Birch (1915–1995)在1944年发表。Birch还原的重要性在于:尽管剩下的双键(非芳香性)更为活泼,该反应却能停留在环己双烯上,而不继续还原。

作用芳香化合物用碱金属(钠、钾或锂)在液氨与醇(乙醇、异丙醇或仲丁醇)的混合液中还原,苯环可被还原成非共轭的1,4-环己二烯化合物,使用Birch还原的一个例子是还原萘。1

反应机理钠溶于液氨中会形成一个电子盐的亮蓝色溶液,化学式为[Na(NH3)x] e。溶剂化电子会与芳香环加成,形成一个自由基负离子。溶液中的醇此时作为质子试剂提供一个氢原子。对大多数反应物来说,氨上的氢酸性还不够。如下图所示。

如果是取代芳香化合物,当取代基是羧基等吸电子基时,能够稳定碳负离子并生成最少取代的烯烃; 当取代基是供电子基时,则生成取代最多的烯烃。 热力学不稳定的非共轭1,4-加成产物往往产率超过热力学稳定的1,3-加成产物,这是由于共轭的戊二烯负离子中间体HOMO的最大轨道系数是在中间那个碳原子上,导致生成的1,4-环己双烯没有办法经过平衡移动而生成更加热力学稳定的产物,因此,生成的是动力学稳定产物。1

烷基化在卤代烃的存在下,上文提到的碳负离子也可以发生亲核取代反应生成新的碳-碳键。如下图所示,在Birch还原中生成的负离子中间体可以被一个合适的亲电试剂捕获,例如卤代烃:

在下图所示反应中,1,4-二溴丁烷被加入到苯甲酸叔丁酯中,最后生成烷基化的1,4-环己双烯产物。1

反应实例取代的苯也能发生还原,并且通过得到单一的还原产物。例如:1

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学

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