Clemmensen(克莱门森)还原反应——酸性条件下 锌汞齐或锌粉还原醛基、酮基为甲基或亚甲基的反应机理,反应案例和经验

文摘   2024-10-11 19:52   上海  

(文末有经典考研合成题目 欢迎挑战答题)

Clemmensen还原反应是在酸性条件下,用锌汞齐或锌粉还原醛基、酮基为甲基或亚甲基的反应。

常用于芳香脂肪酮的还原,反应易于进行且收率较高。(对酸不稳定而对碱稳定的化合物可用Wolff-Kishner-黄鸣龙反应还原。)

反应经验和思考:

化学化学方法将醛或酮的羰基直接转化为亚甲基有如下几种:
(1) Clemmensen 还原;
(2) Wolff-Kishner-黄鸣龙还原; 
Wolff–Kishner-黄鸣龙还原反应 ——醛类或酮类在 碱性 条件下与 肼反应 羰基还原为亚甲基的反应机理,反应案例和经验
(3) LiAlH 4 -AlCl3  法; 
(4) NaBH 4 -CF3CO2H 法; 
(5) Et3SiH-BF3 or CF3CO2H法;
6) HI-Phosphorus 法;
(7) 催化氢化法 (甲酸铵)
Tebbe(特伯)试剂反应——在将醛、酮转变为烯或将按酸酷转变为烯醇醚的亚甲基化试剂应用机理,反应案例和经验

对于有些结构复杂,带有多种敏感官能团时,以上这些一步或一锅法无法将醛或酮的羰基直接转化为亚甲基,因此可能需要将醛或酮转化为其他官能团进行除去。较为常见的方法是转化为醇羟基除去(醇羟基除去方法见脱羟基反应部分);

另外,可以将醛或酮转化为乙二硫醇的缩醛或酮,再用 Raney Ni 氢化还原为亚甲基;另外也有文献将醛或酮转化为对甲苯磺酰肼的腙,再用 DiBAL 或 NaBH(OAc)3 还原。

Clemmensen反应特点

(1)底物分子中有羧酸、酯、酰胺等羰基存在时,可不受影响

(2)α-酮酸及其酯类只能将酮基还原成羟基,而对β-或γ-酮酸及其酯类则可将酮基还原为亚甲基

(3)还原不饱和酮时,分子中的孤立双键可不受影响;与羰基共轭的双键被还原;而与酯羰基共轭的双键,则仅仅双键被还原。


Clemmensen反应机理:

具体的反应机理不明,通常认为反应发生在锌催化剂表面,由于将相应的醇用于此反应条件并不能得到亚甲基化合物,因此该反应中间态可能没有醇产生。可能是生成了一种锌-卡宾中间体,进而在酸性条件下得到产物。

反应案例:

将120g锌粉、12g氯化汞、200ml水,5-6ml浓盐酸置1升的圆底烧瓶中,振摇反应5分钟。将液体倾出,得锌汞齐。依次加入75ml水、175ml浓盐酸、100ml甲苯、50g(0.28mol)β-苯甲酰丙酸。烧瓶上接冷凝管,并与冷凝管末端加尾气吸收,随后将反应液沸腾回流25-30小时。期间每隔约6小时补充50ml浓盐酸。反应结束后冷却到室温,分层。水相以200ml水稀释,并用乙醚提取3次(75ml/次)。乙醚提取液与甲苯溶液合并,水洗,氯化钙干燥,减压蒸干。随后减压精馏得目标化合物。

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