合成化学第一章

1、合成化学第一章第1页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二目录 第一章 还原反应（8学时）第一节 催化氢化（3学时）第二节 化学还原（4学时）第三节 电解还原（1学时） 第2页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二目录 第二章 氧化反应（8学时）第一节 催化氧化与催化脱氢（3学时）第二节 化学氧化（4学时） 第三节 电解氧化（1学时） 第3页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二目录 第三章 卤化反应（5学时）第一节 不饱和烃的卤加成反应（1学时）第二节 卤取代反应（2学时） 第三节 卤置换反应（2学时） 第4页，共165页，2022

2、年，5月20日，19点49分，星期二目录 第四章 形成碳碳单键的反应（13学时） 第一节 碳原子上的烷基化反应（4学时）第二节 碳原子上的酰基化反应（3学时） 第三节 缩合反应（3学时） 第四节 环加成反应（1学时） 第五节 形成碳碳单键的其它反应（2学时） 第5页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二目录 第五章 形成长链烯烃的重要反应（4学时） 第一节 羰基烯化反应（2学时）第二节 醇醛缩合反应（1学时） 第三节 醛、酮与羧酸衍生物之间的缩合（1学时） 第6页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二目录 第六章 不对称合成（2学时） 第一节 概论（0.

3、5学时） 第二节 由手征性反应物开始的不对称合成（0.5学时） 第三节 手征性反应试剂作用下的不对称合成（0.5学时）第四节 手征性催化剂作用下的不对称合成（0.5学时） 第7页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二目录 第七章 合成路线设计技巧（11学时） 第一节 逆向合成法常用术语（1学时） 第二节 逆向切断技术（4学时）第三节 导向基的应用（1学时） 第四节 保护基的应用（2学时） 第五节 合成路线的评价标准（1学时） 第六节 合成设计应用实例（2学时） 第8页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二教学参考书 1. 巨勇等，有机合成化学与路线设计，

4、清华大学出版社，20022. 陈金龙，精细有机合成原理与工艺，中国轻工业出版社，19923. 顾可权等，有机合成化学，上海科技出版社，1987 4. 嵇耀武，有机物合成路线设计技巧，科学出版社， 19845. Herbert O. House著，花文廷等译，现代合成反应，北京大学出版社， 19856. R. S. 沃德著，王德坤等译，有机合成中的选择性，科学出版社， 2003 7. 王葆仁，有机合成反应，上册，科学出版社， 19818. 王葆仁，有机合成反应，下册，科学出版社， 1985 第9页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二概要 一、 有机化学的分类化学是研究物质的

5、性质、组成、结构、变化和应用的科学。化学是研究物质的变化和化学反应的科学。有机化学是研究有机化合物的来源、制备、结构、性质、应用以及有关理论的科学。1. 有机化学的主要分支学科 a. 天然有机化学：主要研究天然有机化合物的组成、合成、结 构和性能。 第10页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二概要 b. 有机合成：主要研究从较简单的化合物或元素经过化学反应 合成有机化合物。c. 元素有机化学：包括金属有机化学和非金属有机化学，主要研 究金属、准金属和非金属有机化合物。d. 物理有机化学：定量地研究有机化合物结构、反应性、反应机 理的学科。e. 有机分析：即有机化合物的定性

6、和定量分析。第11页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二2. 有机化学的边缘学科 由于科学和技术的发展，有机化学与各个学科互相渗透，形成了许多分支边缘学科。这里以“*”表示互相渗透，列举下面由不同学科和有机化学产生的分支学科。生物有机化学生物化学*有机化学元素有机化学无机化学*有机化学物理有机化学物理化学（物理学）*有机化学概要 第12页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二农业有机化学农业化学*有机化学药物有机化学药物化学*有机化学量子有机化学量子力学*有机化学计算机有机化学计算技术*有机化学地球有机化学地质学*有机化学概要 第13页，共165页，2

7、022年，5月20日，19点49分，星期二19世纪30年代合成了尿素。19世纪40年代合成了乙酸。随后陆续合成了葡萄糖酸、柠檬酸、琥珀酸、苹果酸等一系列有机酸。19世纪后半叶合成了多种染料。二、有机合成发展概要 第14页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二20世纪40年代合成了滴滴涕和有机磷杀虫剂、有机硫杀菌剂、2,4-滴除草剂等农药。20世纪初，合成了606药剂，30-40年代，合成了一千多种磺胺类化合物，其中有些可用作药物。现在，已发展到了只要能画出结构式，基本就能合成出来的状况。概要 第15页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二定义：从广义上讲

8、，凡是反应物分子得到电子或使参加反应的碳原子上的电子云密度增高的反应称为还原反应；从狭义上讲，凡使反应物分子的氢原子数增加或氧原子数减少的反应即为还原反应。常用的还原反应的种类：催化氢化化学还原电解还原第一章 还原反应 （8学时）第16页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二二、分类：1. 以催化剂的物态分类:非均相催化氢化(多相催化氢化):催化剂以固体状态存在于反应体系中的称为非均相催化氢化。均相催化氢化：催化剂溶解于反应介质的称为均相催化氢化。 一、定义：在催化剂存在下，有机化合物与氢的反应称为催化氢化。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第17页，

9、共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 现在科学发展趋势是学科的交叉、渗透。多相催化和均相催化也在取长补短。 中国科学院大连化学物理研究所奚祖威研究员定义了一个新的概念反应控制相转移催化。 催化剂是均相的，但当反应完毕后，催化剂从反应体系中析出，既具有均相催化剂催化效率高的特点，又具有多相催化剂易从体系中分离的优点。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第18页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二该工作发表在Science上。参考文献：Xi Zuwei, Zhou Ning, Sun Yu, Li Kunlan, Science, 20

10、01, 292, 1139-1141. 英国Nature、美国Science是国际公认的代表人类最高科学智慧的学术期刊。在Nature、Science上成批地发表论文是世界一流大学的标志。在本评价年度 ，作为中国一流大学参照目标的3所世界一流大学在Nature、Science杂志发表的论文数对中国一流大学继续保持绝对优势。 中国科学院大连化学物理研究所 DALIAN INSTITUTE OF CHEMICAL PHYSICS, CHINESE ACADEMY OF SCIENCES第19页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 中国一流大学中的理学前6名在这两个杂志的发表文

11、章总数由上年的20篇增加到27篇，连续两年保持30%以上的增长率。其中北京大学达到了创纪录的9篇，而清华大学在多数论文中是第一作者。这些都表明，虽然中国一流大学的基础科学研究水平与世界一流大学仍然距离遥远，但中国大学的不懈努力已经取得一定的成效。中国一流大学与世界一流大学第20页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二2000-2002年3所世界一流大学与6所中国一流大学在NatureScience上发表的论文数对照表。哈佛大学剑桥大学东京大学北京大学南京大学中科大浙江大学清华大学复旦大学Nature22111372103012Science2205760811253合计43

12、1179132914265中国一流大学与世界一流大学第21页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 中国一流研究生院代表中国最高学术水平。本评价的中国一流研究生院的标准是：在中国研究生院评价中，获得工学前7名，理学前4名、医学前3名，农学前2名、管理学前3名，文学前3名、经济学前2名，法学前2名，历史学、教育学、哲学第1名的研究生院。2003中国一流研究生院第22页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二中国科学院研究生院理学第一名、工学第二名中国社会科学院研究生院经济学、哲学、历史学第一名，文学、法学第二名清华大学研究生院工学第一名、管理学第三中国医学科

13、学院研究生院（协和医科大学）医学第一名2003中国一流研究生院第23页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二中国农业科学院研究生院农业第一名北京大学研究生院法学、文学第一名，理学第二名、医学第二名西安交通大学研究生院管理学第一工学第七名北京师范大学研究生院教育学第一名中国农业大学研究生院农学第二名2003中国一流研究生院第24页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二浙江大学研究生院管理学第二名、工学第三名南京大学研究生院理学第三名中国人民大学研究生院经济学第二名复旦大学研究生院医学第三名、文学第三名中国科学技术大学研究生院理学第四名上海交通大学研究生院工

14、学第四名2003中国一流研究生院第25页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二华中科技大学研究生院工学第五名哈尔滨工业大学研究生院工学第六名2003中国一流研究生院第26页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二中国科学院大连化学物理研究所丁云杰研究员做多相催化剂的均相化。2. 从反应结果分类:催化加氢：是指具有不饱和键的有机物分子，在催化剂存在下，与氢分子作用，结果不饱和键全部或部分加氢的反应。催化氢解：通常指在催化剂存在下，含有碳杂键的有机物分子在氢化时发生碳杂键断裂，结果分解成两部分氢化产物。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第

15、27页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 催化加氢反应应用范围很广，烯烃、炔烃、硝基化合物、醛、酮 、腈、芳环、芳杂环、羧酸衍生物等均可采用此法还原成相应的饱和结构。例如：第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第28页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第29页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 催化氢解可用下列通式表示：（Z：X、O、S等杂原子） 这类反应常见的有：脱卤氢解、脱苄氢解、脱硫氢解和开环氢解。 催化氢解反应在近代有机合成中已被广泛采用，如

16、利用连接在氧原子上或氮、硫原子上的苄基较容易发生氢解这一特点在多肽等第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第30页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）复杂的天然化合物合成中用作保护基，反应结束后，可在温和的条件下将其脱除，而其它基团不受影响。例：第31页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）中国科学院大连化学物理研究所田志坚研究员的Group每年制、售近200万元的Pd/C催化剂。一般情况下,铂系列催化剂不宜用于有机氯，有机

17、硫和有机胺类化合物的还原。第32页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第33页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 非均相催化氢化反应是在催化剂表面进行的，反应过程如下：（1）在一定的反应条件下，催化剂的活性中心对氢分子进行化学吸附，生成活泼的氢原子吸附化合物。 三、非均相催化氢化反应历程催化剂表面第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第34页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（2）同时，催化剂对不饱和有机物分子空间阻碍较小的一面进行化学吸附，使其键打开

18、，形成两点吸附的活性中间体（即- 络合物）。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第35页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（3）活泼的氢原子对活性中间体分步加成，生成加氢产物，然后加氢产物脱离催化剂表面，并向介质中扩散。中国科学院大连化学物理研究所国家基础催化重点实验室李灿院士，包信和院士主要从事催化剂表征的研究工作。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第36页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 氢化还原常用的催化剂主要是过渡金属元素，如：镍、铂、钯、铑、钌等高度分散的活化态金属。近几十年来，由金属氧化物的

19、混合物所组成的新型催化剂，如亚铬酸铜等，因其价格便宜，使用方便，也已广泛应用于工业生产。它们各自的适用范围见表1-1。四、常用氢化催化剂的适用范围第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第37页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（表1-1）常用非均相氢化催化剂的适用范围催化剂名称适用范围使用条件Raney镍用于炔键、烯键、硝基、氰基、羰基、芳杂环、芳稠环、苯环的氢化，以及碳卤键、碳硫键的氢解在中性或弱碱性条件下使用。酸性增加，活性下降，pHPhCH2- Cl(Br) PhCH2-O-PhCH2-N-,苄氧基脱苄宜于中性，脱卤宜于碱性，苄胺基脱苄宜于酸性条

20、件，可用Ni、Pd、Pt、CuCr2O4等催化剂。第48页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二用Ni在NH3存在下氢化，用Pd、Pt在酸性条件下氢化。中性条件有仲胺副产物。活性：季铵盐游离胺，在酸性条件下，以PtO2，Pd/C 为催化剂较好，Ni活性较差，需在高温和加压下进行。稠环芳烃部分氢化活性：蒽萘。芳香性较小的环首先氢化。用Pt、Pd、Ni、Rh催化。常用CuCr2O4为催化剂在高温、高压下氢化。内酰胺易氢化，酯胺难氢化，需在高压下进行，以CuCr2O4为催化剂。第49页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二活性:PhNH2PhOHPhCH3Ph

21、-H，苯环难于氢化，常用Ni、Rh、Ru为催化剂，并在加压下进行。难于用一般的催化氢化法还原，需用RhO2为催化剂在200，1200个大气压下反应方可进行。不能氢化。第50页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 反应温度增高，氢压加大，反应速度也相应加快，但也容易引起副反应增多，反应选择性下降。例如：3. 反应温度和压力的影响第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第51页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）4. 溶剂的极性与酸碱度的影响 催化剂的活性通常随着溶剂的极性和酸性的增

22、加而增强。低压催化氢化常用的溶剂有乙酸乙酯、乙醇、水、醋酸等。同一催化剂在这些溶剂中所表现出来的活性顺序是： CH3COOHH2OC2H5OHCH3COOC2H5 第52页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时） 高压催化氢化不能用酸性溶剂，以免腐蚀高压釜。常用的溶剂为 乙醇、水、环己烷、甲基环己烷、1,4-二氧六环等。 介质的酸碱度不仅可影响反应速度和选择性，而且对产物的构型也有较大的影响。 第53页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二溶剂53% 47%93% 7%3550% 6550% 还需注意

23、的是：选用溶剂的沸点应高于反应温度，并对产物有较大的溶解度，这样有利于产物从催化剂表面解吸出来。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第54页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二5. 搅拌效率的影响 反应为多相反应，且有放热效应，所以需采用强有力和高效的搅拌，以免局部过热，减少副反应的发生。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第55页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 非均相催化具有工艺简便，原料低廉，对许多基团的加氢、氢解均有较高的催化活性，而且容易分离回收等优点，因此在工业生产上得到了推广应用。但这类催化剂

24、存在着明显缺陷。例如：当被还原分子中存在多个不饱和基团时，往往缺乏反应选择性；副反应较多，常有不同程度的双键异构化或氢解反应伴随发生等，致使催化氢化反应达不到预想的效果。 六、均相催化氢化反应第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第56页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 均相催化剂（亦称络合或配位催化剂）的特点：氢化效率高，反应条件温和，大多数反应可在室温和常压下进行，反应选择性高，副反应少，大大加快了反应速度；带有手性配位体的均相催化剂，可应用于不对称催化氢化反应，制取高产率的光学活性物质。 均相催化剂的缺点是原料成本高，且对氧敏感，常用惰性气体回

25、流除氧，以保证氢化反应的顺利进行。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第57页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二1. 反应历程 均相催化剂是以过渡金属（例如钌、铑、铱、锇、钴等）的原子或离子为中心，周围按一定几何构型环绕着配位基而形成的络合物。由于过渡金属具有空的d 轨道，容易吸附大量的氢并使其活化，因此这类催化剂有很强的催化活性。 以三（三苯基膦）氯化铑（简称TTC）为例，其均相催化烯烃氢化反应历程简述如下： 第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第58页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 首先，（Ph3P

26、)3RhCl在溶剂（S）中离解，生成复合物（Ph3P)2Rh（S）Cl，然后活化氢分子，使它均裂，生成二氢络合物（Ph3P)2Rh（S）ClH2，氢原子直接连接在过渡金属上。加氢时，反应物分子置换二氢络合物中的溶剂分子，继而两个氢原子立体专一地进行顺式加成，最后离解为还原物和复合物（Ph3P)2Rh（S）Cl，如此反复继续进行氢化还原反应。第59页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二2. 常用均相催化剂的制备（1）三（三苯基膦）氯化铑(C6H5)3P3RhCl 该催化剂为暗红色结晶，可溶于苯、乙醇、丙酮等有机溶剂。能选择性地还原双键和叁键，而不影响其它可被还原基团（如硝基

27、、氰基、重氮基等）的存在。反应一般在室温、常压下进行。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第60页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（2）三（三苯基膦）氯化钌 (C6H5)3P3RuCl2 该催化剂为有光泽的黑色结晶，在热氯仿、丙酮、苯和乙酸乙酯中有一定的溶解度。但该溶液不稳定，会逐渐由黄褐色变成绿色。该催化剂能选择性地还原,-不饱和酮的烯键和（多烯化合物的）末端烯键。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第61页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（1）选择性还原空间位阻小的烯键和炔键 由于均相催化剂含有立体

28、位阻较大的三苯基膦结构，而多取代烯烃的立体阻也大，两者不易形成络合物，因此可以选择性地还原末端烯键，而保留分子中的多取代烯键。 3. 均相催化氢化的适用范围第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第62页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（2）选择性还原,-不饱和醛、酮、硝基、氰基等化合物的烯键，而不影响羰基、硝基、氰基的存在。第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第63页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（3）选择性还原含氯或醚键等敏感基团的烯键（4）炔烃顺式加氢第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （

29、3学时）第64页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（5）不发生双键迁移的氢化 均相催化氢化不象非均相催化氢化，前者不发生双键的迁移，如下例：第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第65页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二七、实例1. 山梨醇 用途：山梨醇用作表面活性剂、维生素C、胶粘剂、合成树脂的原料，也可用作湿润调节剂、保香剂、抗氧剂、甜味剂等。葡萄糖第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第66页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二2. -丁内酯 用途： 可制备1,4-丁二醇、四氢呋喃、

30、N-甲基吡咯、蛋氨酸，也可作树脂等的溶剂。顺酐第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第67页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二3. 邻甲苯胺 用途：用作染料、农药等中间体。邻硝基甲苯第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第68页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二4. 丁二酸（琥珀酸） 用途：丁二酸是有机合成的原料，用于医药、农药、染料、香料、油漆和照相材料等工业。顺丁烯二酸第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第69页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 5. 顺1-苯基

31、-1-丁烯-4-醇 1-苯基-丁炔-4-醇用途：有机合成中间体第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第70页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 6. 肾上腺素 用途：肾上腺素用于制药工业。肾上腺酮第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第71页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二7. -萘甲醛 用途：有机合成中间体。-萘甲酰氯第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第72页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 8. 1,6-己二醇 用途：用于配制油墨及染色用偶合剂等。己二酸二乙

32、酯第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第73页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 9. 六氢吡啶 用途：为医药、农药中间体，也是橡胶促进剂的一种原料，并可用作环氧树脂的固化剂以及分析试剂等。无水吡啶第一章 还原反应 （8学时）第一节 催化氢化 （3学时）第74页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 如果分子中有多个可被还原的基团，需要氢化还原的是列于表1-2前列的较易还原的基团，而保留的是该表后列较难还原的基团，则选用催化氢化法为佳；反之，若需要还原后列基团而保留前列基团，通常选用具有反应选择性的化学还原法为好。例如：要选择性地

33、还原不饱和酮、酸、酯和酰胺中的羰基或羟基，而分子中的烯键保留，氢化铝锂是最合适的还原剂。有的化学还原具有立体选择性，即同一个被还原物，若采用不同的化学还原剂，结果可得不同的空间构型产物。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第75页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 常用的化学还原剂有：金属、金属复氢化物、肼及其衍生物、硫化物、硼烷等。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第76页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二一、活泼金属与供质子剂 许多有机化合物能被电动势系列中处于氢以上的金属还原，这些还原反应有的是在供

34、质子溶剂（如酸、醇、水、氨等）存在下进行的，有的是反应后用供质子处理而完成的。常用的活泼金属有：锂、钠、钾、钙、锌、镁、锡、铁等。有时采用金属与汞的合金（汞齐），以调节金属的反应活性和流动性。 第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第77页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时） 过去有人认为金属与供质子剂的还原作用是由“新生态”氢来完成的，这已被证明是不对的。事实上，在这类反应中，氢气的产生是一种不希望发生的副反应，氢气生成量越多，还原效果则越差。为此，金属钠不能和无机酸一起用作还原剂。对于醇作溶剂

35、，若其酸性比较大，则应选用金属汞齐而不是游离金属，这样可使还原反应缓慢进行，以减少氢气的生成。 第78页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 金属与供质子剂的还原作用应看成是“内部的”电解还原，即一个电子从金属表面转移到侍还原的有机分子上，形成“负离子自由基”，然后随即与供质子剂提供的质子结合成自由基，接着再从金属表面取得一个电子，形成负离子，再从供质子剂取得质子而完成反应的全过程。如下式表示：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第79页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）

36、若反应过程中无供质子剂存在，负离子自由基可以二聚， 形成双负离子，反应再经供质子剂处理，即可得双分子还原产物。1. 钠或钠汞齐 以醇为供质子剂，钠或钠汞齐（视醇的酸性定）可将羧酸酯还原成相应的伯醇，酮还原成仲醇，即所谓的Bouveault-Blauc还原反应。主要用于高级脂肪酸酯的还原。反应历程大致如下：第80页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第81页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二* 反应生成的醇钠可用尿素分解，以避免酯缩合反应的发生。* 酯和醇应该绝对无水，因为微量的水会引起酯的水解

37、，使反应产率大大降低。同样道理，反应仪器装置也必须绝对干燥。 * 烘箱温度以80为宜，不要超过120 。不是烘箱温度越高越好，否则拿出容易吸潮。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第82页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二实例：十二烷醇 C11H23CH2OH的制备十二烷酸乙酯第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时） 在没有供质子剂存在下，酯发生双分子还原得-羟基酮，称为醇酮缩合（Acyloin Condensation) 。 第83页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二反应历程：第一章 还原反应 （8学时）第二

38、节 化学还原 （4学时）第84页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 具有适当链长的二元羧酸酯与钠进行双分子还原反应可制得环状化合物，这对于制备中环和大环化合物具有特殊重要的意义。如下列反应式表示：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）67-74%第85页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 在液氨醇溶液中，钠可使芳核得到不同程度的氢化还原，称为Birch还原（除金属钠外，锂、钾也可用于Birch 反应)。 反应过程为：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第86页，共165页，2022年，5月20日，19点49分

39、，星期二 芳核上的取代基性质对反应有很大影响，一般拉电子取代基使芳核容易接受电子，形成负离了自由基，因而使还原反应加速，生成1,4-二氢化合物；而推电子取代基则不利于形成负离子自由基，反应缓慢，生成的产物为2,5-二氢化合物。两种还原产物的氢化位置不同，其原因可能是拉电子取代基形成 的负离子自由基以对位电子云密度最大，所以首先在对位与质子作用，生成自由基。继而进一步获得电子，再与质子作用，最后得到产品，以下式为例：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第87页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第8

40、8页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第89页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 对于不同类型芳核来讲，进行Birch反应的活性顺序为：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）实例：1,4,5,8-四氢萘萘第90页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二2. 锌和锌汞齐 在强酸性条件下，锌或锌汞齐可使醛、酮羰基分别还原成甲基、亚甲基，这类反应被称为Clemmensen还原。 Clemmensen还原反应也是被还原物与锌表面之间发生电子得失的结果。 第一章 还

41、原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第91页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二反应历程如下：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第92页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 Clemmensen 还原在合成分子量较大的烷烃、芳烃、多环化合物等方面应用较多，产率较高。羰基化合物分子中若含有羧基、酯基、酰胺基、孤立双键等，在还原反应中这些基团可不受影响，但硝基及与羰基共轭的双键，则同时被还原成胺和饱和烷基。对于-酮酸及其酯类只能将酮羰基还原成羟基。如下例：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第93页，共

42、165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 对酸敏感的羰基化合物（如带有吡咯、呋喃环等基团的羰基化合物），不宜用此法。脂肪醛、酮和脂环酮在此反应中因易树酯化或产生双分子还原，生成片那醇（Pinacols)等副产物，因而产率较低。对于难溶于盐酸的羰基化合物的还原，常在溶剂如醋酸、乙醇、二氧六环等存在下进行。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第94页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二实例：（1）-苯基丁酸 用途：有机合成试剂。-苯甲酰基丙酸第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第95页，共165页，2022年，5月20日，

43、19点49分，星期二用途：用作医药（解热镇痛剂），双氧水稳定剂、制药中间体。（2）对乙酰氨基苯酚第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第96页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 在碱性条件下，锌可使酮还原成仲醇，但对于-位具有氢原子的酮还原收率较低。 最有用的是用锌还原芳香族硝基化合物，通过对反应液pH值的控制，可得不同的还原产物。在中性或微碱性条件下得羟胺，在碱性条件下发生双分子还原反应，生成偶氮苯。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第97页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二3. 铁粉 铁粉与盐酸、醋酸或

44、硫酸合用，是一种具有较强还原能力的还原剂，常用来将硝基化合物还原成相应的胺。 以硝基苯的还原为例，其反应历程如下：第98页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 当芳环上有拉电子基团时，由于硝基上氮原子的电子云密度下降，容易接受铁释放出的电子，固而还原较易进行，反应温度亦较低；反之，若芳环上接有推电子基团，则还原较难进行，反应温度较高。 本反应一般对卤素、烯键、羰基等无影响，可用于选择性还原。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第99页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二实例 ：（1）邻氨基苯甲醚 用途：用于制造偶氮染料中间体和药物

45、中间体。 邻硝基苯甲醚浅黄色油状液体第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第100页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（2）5-氯-8-氨基喹啉 用途：用作染料中间体。5-氯-8-硝基喹啉浅黄色针状晶体第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第101页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（3）2,4-二甲基苯胺 用途： 2,4-二甲基苯胺为染料，医药中间体，亦可用于其它有机合成。2,4-二甲基硝基苯第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第102页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，

46、星期二（4）2,4-二氨基甲苯 用途：制造偶氮染料，也用作聚氨酯泡沫塑料的原料。 2,4-二硝基甲苯第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第103页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（5）邻甲苯胺 用途：为染料、农药、糖精、硫化促进剂等的中间体。 邻硝基甲苯第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第104页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二4. 锡或氯化亚锡 锡与乙酸或稀盐酸的混合物也可以用于硝基、氰基的还原，产物为胺，是实验室常用的方法，工业上不用锡而用廉价的铁粉。其反应历与上述活泼金属类似。 使用计算量的氯化

47、亚锡可选择性还原多硝基化合物中的一个硝基，且对羰基等无影响。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第105页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二实例：N-（对-氨基苯基）-N,N-二甲基乙脒 N-（对-硝基苯基）-N,N-二甲基乙脒近白色晶体第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第106页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 二、含硫化合物 这类还原剂可用于硝基、亚硝基、偶氮基等的还原。特别重要的是硫化物可使多硝基化合物部分还原，如可将间-二硝基苯还原成间-硝基苯胺。对于不对称间-二硝基苯衍生物的还原，究竟哪个硝基

48、被选择性的还原成氨基，有时取决于苯环上其它取代基的性质，如取代基为氨基、羟基则邻位硝基优先被还原。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第107页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 常用的含硫化合物有：硫化钠、二硫化钠、硫化铵、多硫化钠、亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、连二亚硫酸钠（又名次亚硫酸钠，即保险粉）等。 硫化物在还原反应中是电子供给体，水或醇是质子供给体，反应后硫化物被氧化成硫代硫酸钠。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第108页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原

49、 （4学时）第109页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 而亚硫酸盐的还原机理是对不饱和键先进行加成，然后水解，从而实现还原过程。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第110页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 使用硫化钠作还原剂，因伴随有氢氧化钠生成，使反应液的pH值逐渐增大，易产生双分子还原等副反应，若在反应液中加入氯化铵以中和生成的碱，或加入过量的硫化钠，使反应迅速进行，不致停留在中间体阶段，或换用硫氢化钠、二硫化钠作还原剂，均可避免上述副反应的发生。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第111页，共

50、165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二实例：（1）2-氨基-4-硝基酚 用途：染料、农药等精细化学品的中间体。6467%棕色结晶2,4-二硝基苯酚第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第112页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（2）对甲苯胺 用途：染料中间体和医药乙胺嘧啶的中间体。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第113页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（3）间-硝基苯胺 用途：为染料、农药中间体。间-二硝基苯亮色针状结晶50%第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第

51、114页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（4）对氨基苯乙醚 用途：酸性染料和有机颜料的中间体，非那西丁、安 痨息等医药中间体，也可用来制备橡胶助剂等。对硝基氯苯对硝基苯乙醚第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第115页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二三、肼及其衍生物 肼及其衍生物（如芳基磺酰肼、二亚胺等）可对某些不饱和官能团进行选择性还原，其中与Clemmensen还原反应互为补充的Wolff-Kishner-黄呜龙反应早为大家所熟知。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第116页，共165页，2022

52、年，5月20日，19点49分，星期二1. 肼 醛、酮在强碱条件下与肼缩合成腙，高温分解，放出氮气，结果使羰基还原成亚甲基的反应被称为 Wolff-Kishner-黄呜龙反应。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第117页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 反应历程如下：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第118页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二Kishner法是把混有少量铂/素瓷的氢氧化钾和腙一道加热，将 羰基还原成亚甲基。Wolff法是把腙和醇钠一起在封管中加热而完成这一反应。1946年我国化学家黄鸣

53、龙对此反应做了非常有益的改进，他将 醛或酮和85%水合肼、氢氧化钾混合，在二乙二醇（DEG）中 常压下回流约1小时，再蒸去水，然后升温至180200反应24 小时，即得高产率的烃。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第119页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 黄鸣龙还原法用于对酸敏感，带有吡咯、呋喃等杂环的羰基化合物的还原，对于甾族羰基化合物及难溶的大分子醛和酮酸等尤为合适。但是酮脂、酮腈，含活泼卤原子的羰基化合物因具有对碱敏感的基团，不宜采用本法还原。在200左右容易脱水的含叔或仲羟基的醛、酮还原亦不能用此法。2. 对-甲苯磺酰肼3. 二亚胺第一

54、章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第120页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二4. 实例（1）十一烷二酸 用途：用作增塑剂的原料。十一烷-6-酮二酸第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第121页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（2）4-氨基苯基丁酸 4-乙酰氨基苯甲酰丙酸用途：医药中间体。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第122页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二（3）对氨基肉桂酸的制备 用途：有机合成试剂。对硝肉桂酸第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还

55、原 （4学时）第123页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二四、氢负离子转移试剂 这类还原剂包括两种类型：亲核试剂，如金属复氢化物、异丙醇铝/异丙醇等亲电试剂，如硼烷，氢化铝等1. 金属氢化物和金属复氢化物 常见的这一类试剂有：氢化铝锂（亦称四氢铝酸锂）、硼氢化钠、硼氢化锂、硼氢化钾、氢化锂、氢化钠等。其中氢化铝锂、硼氢化钠的研究和应用得最多。 第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第124页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 氢化铝锂、硼氢化钠可看作是两种金属氢化物形成的复氢负离子的盐类。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学

56、还原 （4学时）第125页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二氢化铝锂和硼氢化钠的制备反应方程式：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第126页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二和 是亲核试剂，首先进攻极化重键（如等）中的正电性原子，继而发生氢离了转移，最后水解而得还原产物。第127页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 硼氢化钠、硼氢化钾的还原反应历程与氢化铝锂类似。 这类还原剂一般不与孤立的碳-碳双键反应。但是，由于反应过程中有AlH3或BH3释放出来的可能性，而它们是缺电子的，如果在酸性介质中或反应温

57、度高于100时，会发生AlH3或BH3对非极性碳碳双键的亲电进攻。因此溶剂和反应温度不仅会影响反应速度，而且会影响反应的方向和性质。 几种金属复氢化物的还原性能见表1-3第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第128页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二表1-3 金属复氢化物的还原性能反应物官能团产物的官能团LiAlH4NaBH4KBH4+-+-+-第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第129页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二+-+-+-+-+-+第130页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，

58、星期二+RSSR或RSO2Cl+“+”表示官能团能被还原，“-”表示不能被还原。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第131页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 由表1-3可知氢化铝锂的还原能力很强，在一般情况下除了孤立碳碳双键不受影响之外，醛、酮、酯、羧酸、酰氯、酰胺、硝基化合物、卤化烃等均可被还原，因此反应选择性较差。 与其相反，硼氢化钠（钾）的还原能力虽较弱，但反应选择性高，被还原物分子中的脂肪族硝基、氰基、孤立双键、卤素、羧基、酯基、酰胺基等均可保留，为醛、酮的专用还原剂。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第132页，共

59、165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二例：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第133页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二的还原：羧酸：不饱和羧酸：酸酐：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）酯：酰胺：第134页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二酰氯：醛：酮：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第135页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二硝基：腈：第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第136页，共165页，2022年，5月20日，

60、19点49分，星期二的还原:第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第137页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 如若有氯化钙、三氯化铝等Lewis酸存在，硼氢化钠（钾）的还原能力大大提高，可使酯甚至羧酸还原成相应的醇。第一章 还原反应 （8学时）第二节 化学还原 （4学时）第138页，共165页，2022年，5月20日，19点49分，星期二 对于,-不饱和醛或酮，尤其是-芳基- ,-不饱和羰基化合物，其双键能否保留，这取决于反应条件。若反应时间短（5分钟或更短），反应温度低（25以下），金属复氢化物用量少（如氢化铝锂的摩尔数为被还原物的1/4），加料方