硝基还原方法一文汇总,搅拌时的泡沫颜色决定反应进程?

日期: 2024-05-19 01:09:42|浏览: 84|编号: 67785

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硝基还原方法一文汇总,搅拌时的泡沫颜色决定反应进程?

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说起硝基还原,经验丰富的合成者脑海中一定会浮现出很多方法,比如Pd/C、Rh/C等金属的加氢还原; 铁粉、锌粉等的酸还原。在炫耀自己优秀的合成经验的同时,相信很多人也有辛酸的经历可以倾诉,比如:

原料在TLC点板上反应完全,产物只有一个点,但HPLC中有两组峰;

用铁和盐酸进行还原,后处理的铁泥黏稠得让人绝望;

得到大量偶氮化合物;

还原得到的胺产物上有大量色素,无法除去。

有时甚至非常纯的点也会被分离出来,结果,核磁共振氢谱中出现了无法解释的额外氢。 经过仔细分析,

卤素消失了!

没有人理解化学工人的痛苦……

图片来源:组织。 资源。 开发.2021, 25, 3, 648–653

从机理上讲,无论是催化加氢还是转移加氢(一个大类,目前发展方法的主要方向),硝基还原有两点必须满足,一是还原剂,二是氢源。 当满足这两点时,反应不一定会发生,可能需要添加一些催化剂。 下面小编总结了常用的方法。

1. Pd/C、Rh/C、雷尼镍等催化还原方法

常用溶剂有醇类或四氢呋喃,常用金属有Pt、Ni等; 反应一般在室温下进行,不需要很高的氢气压力即可完成反应; 另外添加活性炭也会提高反应效率,可能是因为活性炭与高表面积的比例增加了接触。

实验室一般采用Pd/C和Pd(OH)2进行催化加氢,后者活性较高; 在工厂里,用雷尼镍来控制成本,用雷尼镍进行加热反应,这是比较危险的!

该方法的缺点:对带有双键、三键的化合物不友好,容易造成杂质脱卤,有时甚至使呋喃环开环,如下:

2、负离子还原剂如氢化铝锂、硼氢化钠+路易斯酸等。

氢化铝锂的还原性太强,除了双键和三键外一般都能被还原。 适用于结构比较简单的基板。 一般氢化铝锂在低温下加入,反应在室温下进行。 溶剂主要是四氢呋喃和乙醚。

虽然硼氢化钠的还原性要差得多,但它也有类似的尴尬。 优点是不脱卤。

3、金属Zn或Fe加NH4Cl还原系统

最常用的溶剂是醇类或四氢呋喃,有时会加入一些水,但一般使用的金属较多,而且由于反应接近中性体系,容易形成偶氮化合物,甚至全部变成偶氮化合物,影响后处理和纯化。 ,降低产量。

4、铁酸还原系统

老旧传统的反应系统是最经典、最累人的。 通常是醇加入水的反应体系,需要回流。 有时会添加额外的乙酸,并且底物需要耐酸。

缺点是显而易见的。 大量使用铁粉和盐酸,因此逐渐被淘汰。 小编在工厂做技术改造的时候,就遇到过很多这样的流程。 后处理的铁泥味道很恶心,离心的效果真让人失望。 。

5. 锌粉,AcOH/H2O体系。

它作为铁酸还原系统的替代品而存在。 此处乙酸既充当溶剂又充当氢源。 如果溶解度实在不好,可以加一些乙醇或四氢呋喃。 反应完成后,直接萃取浓缩,调节pH值,然后萃取、浓缩、结晶。 就是这样。

缺点是锌粉用量也大,易爆炸,规模化生产受到严格监管。

6、还原金属氯化物和盐酸还原系统

常见的有二氯化锡、三氯化钛等,这些方法不会减少双键或脱卤。

但反应时间一般较长,后处理也比较麻烦。 一般加碱水洗涤。

7.保险粉修复

保险粉,即连二亚硫酸钠,是一种工业上广泛使用的无机盐。 它是还原硝基化合物最常用的方法之一。 其成本低、操作简单、易于被业界接受。

一般是将底物溶解在溶剂中,然后将保险粉溶解在水中并加入,然后加入碱以加热反应。 后处理一般会产生大量絮凝物,应先经过硅藻土过滤,然后加入溶剂和水。 提取和分离。

8.水合肼还原系统

水合肼还原体系是小编最喜欢的硝基还原方法。 铁三角组合一般为水合肼2~3eq、催化量的三氯化铁(过渡金属太浪费)、适量的活性炭、醇类、四氢呋喃等溶剂。 乙酸乙酯、甲苯等都是合适的。 一般升温反应2小时即可完成,过滤浓缩即可得到纯品。

缺点是试剂的控制。 另外,用于后处理抽滤的滤饼活性炭具有与钯碳类似的性质,如果抽得太干会着火。

9、三氯氢硅加叔胺还原体系

这个方法之前已经尝试过一次,结果还可以。 米兰大学团队于2015年报道,据称具有广泛的普适性,可以容纳多种官能团,并尊重立体中心的立体化学完整性。 脱卤的缺点也很明显:溶剂超干、温度低、时间长、后处理繁琐。

参考组织。 快报2015, 17, 16, 3941–3943

10. 硼化合物开发和减排的几个实例

它主要用硼作为缺电子中心和标准脱氧剂。 方法类似。 由于小编没用过,这里就不评论了,只是分享一下。

参考文献J. 组织。 化学2022, 87, 2, 910–919

参考组织。 化学。 前.,2021,8,4554-4559

参考组织。 快报2019, 21, 24, 9812–9817

参考组织。 快报2016, 18, 11, 2774–2776

11. 其他

还原硝基的方法有很多。 已发展多年的还原方法包括9,10-二氢蒽还原(参见Chem. Eur. J.1995, 1, 564); 1,4-二氢吡啶还原(参见Chem.Eur.J.1995,1,564); 参考化学。 。 化合物。 2002, 38, 560); 硫醇还原(参考 Org. Lett. 2010, 12, 2430); 驼峰还原(参考 J. Org. Chem. 2014, 79, 9433); 2-吡啶苯甲醇的还原(Ref., 67, 167)等。虽然用得不多,而且当我们实际遇到硝基还原的情况时,我们的心思不会立即转向它,但它促进了发展这个领域的。

方法分享到此结束。 这么多的方法也告诉我们,当我们真正遇到硝基还原问题时,选择也是至关重要的。 我们一定要认真思考,而不是认为它很简单,一味地批判它。 注意观察现象。

至于各种方法的详细说明和例子,小编已经在准备了,还会有几个关于恢复方法的专题!

另外,小编一直注意到一个现象:

“如果反应刚开始时从搅拌中心出来的气泡有颜色,并且颜色消失,则反应完成!”

不知道你注意到了吗?

无关:

有人看到我花了很多时间来写和分享,告诉我现在AI很流行。 我可以先请人工智能机器人帮我写作。 我今天使用一家主要制造商的工具进行了尝试。 人工智能取代人类劳动还需要一段时间!

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