烯烃羰基化合物以及其他化合物的还原

高等有机合成，涉及有机化合物的区域选择性和立体选择性问题，为有机合成提供一定的参考

1.烯烃、羰基化合物和其他化合物的还原

• 一．还原反应类型
• 二．羰基类化合物的还原
  • 常用还原剂介绍
    • • 铝氢类还原剂
    • • 硼氢类还原剂
    • 1,2还原vs1,4还原
  • ➢ 通过还原方法合成醛
    • 酰胺或酯的还原
      • DIBAL-H，Li(EtO)3AlH和Schwartz’s reagent (Cp2Zr(H)Cl可以还原三级酰胺到醛，LiAlH4直接还原到胺。
    • 还原酰胺、酯、羧酸
      • 小心控制反应条件，DIBAL-H，Red-Al可以还原酯到醛，但更普遍的操作是先将酯还原到醇再氧化会醛。
      • 羧酸可以原位与TMSCl形成酯，随后被DIBAL-H还原到醛。
    • 还原氰
      • DIBAL-H可以还原氰基到醛，亚胺中间体不会被进一步还原，后处理过程中水解为醛； ➢ Li(EtO)3AlH和Schwartz’s reagent (Cp2Zr(H)Cl也可以还原氰基到醛。
    • 还原Weinreb酰胺
      • ➢ DIBAL-H还原Werinreb酰胺过程中，会形成稳定的鳌合中间体，不会被进一步还原，后处理过程中，中间体水解得到醛；
      • ➢ Werinreb酰胺被格式试剂、锂试剂等进攻得到酮。
    • Rosenmund Reduction
      • ➢ 必须使用毒化的钯催化剂，否则产生的醛会进一步还原到醇。
    • Fukuyama Reduction
      • ➢ 硫酯在钯催化下用硅氢作为还原剂可以被还原到醛。
    • 自由基还原
  • ➢ 通过还原方法合成醇
    • 还原酯
    • 还原羧酸
    • 还原环氧
      • ➢ LiAlH4和LiEt3BH (Super Hydride) 是常用的还原试剂，通过SN2型机理，从位阻小的一侧进攻，得到Markovnikov型醇，构型保持；
      • ➢ Zn(BH4)2/zeolite还原环氧得到anti-Markovnikov型醇；
    • 还原醛/酮
      • ➢ DIBAL-H和Zn(BH4)2可以与β位羟基形成鳌合作用，高选择性形成顺式二醇。
      • ➢ Luche还原选择性1,2还原烯酮。
      • ➢ SmI2在羧酸和酯存在下选择性还原醛、酮和烷基卤。
    • 不对称还原酮
  • ➢ 通过还原方法合成烷基
    • 羧酸还原-Barton Decarboxylation
    • 羰基还原-Wolff-Kishiner reduction
      • ➢ Wolff-Kishiner还原是将羰基还原到烷基最常用的方法，但需要高温和强碱，底物耐受性差。
      • ➢ Myers改进版条件温和，室温下即可反应，但对芳基酮仍然需要高温（100度）。
      • ➢ Caglioti改进版条件更加温和，不使用高温和强碱。
    • 羰基还原-缩硫酮
    • 羟基还原
      • 硅氢+Lewis酸
        • ➢ 硅氢+Lewis酸组合是最常用的离子氢化反应组合，可用于苄位、烯丙位或半缩酮及缩醛胺的还原。
      • 二氮烯类还原
        • ➢ NBSH：on-itrobenzenesulfonylhydrazine；通过Mistunobu反应引入NBSH，一锅原 位生产二氮烯，脱氮气得到烷烃； ➢ 适用于位阻小的一级醇，烯丙醇发生双键移位。
      • 自由基脱羟基
  • ➢ 通过还原方式合成胺
    • 硝基还原
    • 氰基还原
      • ➢ LiAlH4，硼烷和氢化均可将氰基还原为一级胺。
    • 酰胺还原
    • 肟的还原
      • ➢ LiAlH4，硼烷，氢化和Zn/TFA、Mg/HCO2NH4均可将肟还原为一级胺。
    • 叠氮的还原
      • ➢ LiAlH4，氢化，Zn(BH4)2、NaBH4/LiCl或CoCl2，Zn/NH4Cl等均可将叠氮还原为一级胺； ➢ Lindlar催化剂可以还原叠氮到胺并且双键不受影响；
      • ➢ Zn(BH4)2/DABCO可以选择性还原叠氮，而硝基不动。
      • Staudinger还原
        • ➢ 反应条件温和，官能团耐受性强； ➢ 氮杂磷叶立德中间体被水淬灭得到一级胺，与分子内或分子间羰基或硫羰基反应得到亚胺（氮杂Wittig反应）；与羧酸反应得到酰胺；与酰氯反应得到相应的亚胺酸酰氯。
• 三．不饱和键的还原
  • ➢ 硼氢化
  • ➢ 氢化
    • • 常规过渡金属催化氢化
      • 催化剂类型和氢源
      • ➢ 非均相的Pd/C氢化得到相反构型；
      • ➢ Pd/C氢化得到相反构型，Crabtree催化剂重复性差。
    • • 不对称环氢化
      • 不对称氢化反应的催化体系
    • • 烯烃的氢化-二亚胺还原
  • ➢ Birch Reduction-
    • 芳环还原
    • 烯酮1,4还原
  • ➢ 炔烃的部分氢化
    • ➢ 使用非均相Lindlar催化剂对炔烃进行部分氢化是构建顺式二取代烯烃的有效方法，但存在重复性差的问题； ➢ 使用均相过渡金属催化对炔烃进行硅氢化、硼氢化等重复性好，具有普适性，生成的硅/硼可温和脱除也可以用于偶联。

1.烯烃、羰基化合物和其他化合物的还原

• 一．还原反应类型
• 二．羰基类化合物的还原
  • 常用还原剂介绍
    • • 铝氢类还原剂
    • • 硼氢类还原剂
    • 1,2还原vs1,4还原
  • ➢ 通过还原方法合成醛
    • 酰胺或酯的还原
      • DIBAL-H，Li(EtO)3AlH和Schwartz’s reagent (Cp2Zr(H)Cl可以还原三级酰胺到醛，LiAlH4直接还原到胺。
    • 还原酰胺、酯、羧酸
      • 小心控制反应条件，DIBAL-H，Red-Al可以还原酯到醛，但更普遍的操作是先将酯还原到醇再氧化会醛。
      • 羧酸可以原位与TMSCl形成酯，随后被DIBAL-H还原到醛。
    • 还原氰
      • DIBAL-H可以还原氰基到醛，亚胺中间体不会被进一步还原，后处理过程中水解为醛； ➢ Li(EtO)3AlH和Schwartz’s reagent (Cp2Zr(H)Cl也可以还原氰基到醛。
    • 还原Weinreb酰胺
      • ➢ DIBAL-H还原Werinreb酰胺过程中，会形成稳定的鳌合中间体，不会被进一步还原，后处理过程中，中间体水解得到醛；
      • ➢ Werinreb酰胺被格式试剂、锂试剂等进攻得到酮。
    • Rosenmund Reduction
      • ➢ 必须使用毒化的钯催化剂，否则产生的醛会进一步还原到醇。
    • Fukuyama Reduction
      • ➢ 硫酯在钯催化下用硅氢作为还原剂可以被还原到醛。
    • 自由基还原
  • ➢ 通过还原方法合成醇
    • 还原酯
    • 还原羧酸
    • 还原环氧
      • ➢ LiAlH4和LiEt3BH (Super Hydride) 是常用的还原试剂，通过SN2型机理，从位阻小的一侧进攻，得到Markovnikov型醇，构型保持；
      • ➢ Zn(BH4)2/zeolite还原环氧得到anti-Markovnikov型醇；
    • 还原醛/酮
      • ➢ DIBAL-H和Zn(BH4)2可以与β位羟基形成鳌合作用，高选择性形成顺式二醇。
      • ➢ Luche还原选择性1,2还原烯酮。
      • ➢ SmI2在羧酸和酯存在下选择性还原醛、酮和烷基卤。
    • 不对称还原酮
  • ➢ 通过还原方法合成烷基
    • 羧酸还原-Barton Decarboxylation
    • 羰基还原-Wolff-Kishiner reduction
      • ➢ Wolff-Kishiner还原是将羰基还原到烷基最常用的方法，但需要高温和强碱，底物耐受性差。
      • ➢ Myers改进版条件温和，室温下即可反应，但对芳基酮仍然需要高温（100度）。
      • ➢ Caglioti改进版条件更加温和，不使用高温和强碱。
    • 羰基还原-缩硫酮
    • 羟基还原
      • 硅氢+Lewis酸
        • ➢ 硅氢+Lewis酸组合是最常用的离子氢化反应组合，可用于苄位、烯丙位或半缩酮及缩醛胺的还原。
      • 二氮烯类还原
        • ➢ NBSH：on-itrobenzenesulfonylhydrazine；通过Mistunobu反应引入NBSH，一锅原 位生产二氮烯，脱氮气得到烷烃； ➢ 适用于位阻小的一级醇，烯丙醇发生双键移位。
      • 自由基脱羟基
  • ➢ 通过还原方式合成胺
    • 硝基还原
    • 氰基还原
      • ➢ LiAlH4，硼烷和氢化均可将氰基还原为一级胺。
    • 酰胺还原
    • 肟的还原
      • ➢ LiAlH4，硼烷，氢化和Zn/TFA、Mg/HCO2NH4均可将肟还原为一级胺。
    • 叠氮的还原
      • ➢ LiAlH4，氢化，Zn(BH4)2、NaBH4/LiCl或CoCl2，Zn/NH4Cl等均可将叠氮还原为一级胺； ➢ Lindlar催化剂可以还原叠氮到胺并且双键不受影响；
      • ➢ Zn(BH4)2/DABCO可以选择性还原叠氮，而硝基不动。
      • Staudinger还原
        • ➢ 反应条件温和，官能团耐受性强； ➢ 氮杂磷叶立德中间体被水淬灭得到一级胺，与分子内或分子间羰基或硫羰基反应得到亚胺（氮杂Wittig反应）；与羧酸反应得到酰胺；与酰氯反应得到相应的亚胺酸酰氯。
• 三．不饱和键的还原
  • ➢ 硼氢化
  • ➢ 氢化
    • • 常规过渡金属催化氢化
      • 催化剂类型和氢源
      • ➢ 非均相的Pd/C氢化得到相反构型；
      • ➢ Pd/C氢化得到相反构型，Crabtree催化剂重复性差。
    • • 不对称环氢化
      • 不对称氢化反应的催化体系
    • • 烯烃的氢化-二亚胺还原
  • ➢ Birch Reduction-
    • 芳环还原
    • 烯酮1,4还原
  • ➢ 炔烃的部分氢化
    • ➢ 使用非均相Lindlar催化剂对炔烃进行部分氢化是构建顺式二取代烯烃的有效方法，但存在重复性差的问题； ➢ 使用均相过渡金属催化对炔烃进行硅氢化、硼氢化等重复性好，具有普适性，生成的硅/硼可温和脱除也可以用于偶联。