氰基还原反应及其应用

admin 326 2026-02-03 20:48:52

在合成实验室,我们可能经常会接触到氰基的还原反应。氰基可以被还原为氨甲基、醛基等。所用到的还原体系一般为铝系还原体系、硼系还原体系、催化氢化体系以及其它还原体系。其实氰基也是可以被还原为亚胺的,但是文献的报道的很少,这里不进行介绍了。

铝系还原体系:铝系还原剂一般为四氢铝锂(LAH)、红铝及Dibal-H等,反应一般需要在无水条件下进行。一般认为铝锂氢是不能还原碳碳双(叁)键的,但也不完全绝对,具体问题具体分析。

硼系还原体系:硼系还原剂一般为硼氢化物(锂、钠、钾),硼烷等。还原能力:硼氢化锂>硼氢化钠>硼氢化钾。一般情况下,硼氢化钠是很难还原氰基的,但是当和路易斯酸或有机酸联用时就可以顺利地对氰基进行还原了。路易斯酸或有机酸一般为三氯化铟,氯化锌,三氟化硼,三氟乙酸,三甲基氯硅烷等。

催化氢化体系:催化氢化所用到的催化剂或添加物一般为:钯类催化剂(如:钯碳,氢氧化钯等)。钯类催化剂在碱性环境、中性环境及酸性环境均可以对氰基进行还原,一般认为向体系内加入酸会增强催化体系的还原能力,所用酸一般为有机酸(三氟乙酸等)和无机酸(盐酸,氢溴酸,硫酸等)。铂类催化剂(如:二氧化铂等),铷类催化剂等。镍类催化剂(如:雷尼镍),该类还原体系一般需要添加辅助剂来抑制副反应,辅助剂一般为氨、氢氧化钠等碱。

雷尼镍还原氰基机理可大致表示为:从机理上可以看出,副产物的生成需要经过一个可逆反应,释放出一分子氨气,因此向体系内加氨或无机碱,是可以有效地抑制副反应的发生。以及Stephen法(SnCl2/HCl体系)还原氰基为醛基等。氰基被还原为氨甲基:四氢铝锂、硼氢化物(锂、钠、钾)和路易斯酸或有机酸联用、催化氢化及硼烷等均可以将氰基还原为氨甲基;以上体系均可以还原硝基等;催化氢化体系也可以还原碳碳叁键和双键。具体的方法选择还要根据自己底物的结构及实验条件进行选择。雷尼镍还原:向体系内加入碱,如NH3,NaOH等,能有效抑制副反应的发生;硼烷还原:硼烷会和氨基络合,如果不解络合,收率一般会很低。解络合一般用甲醇或HCl,一般来讲甲醇的效果不如HCl好;钯碳还原:向体系内加入酸,如HCl,TFA等,可以抑制副反应,也可以在一定程度上抑制催化剂中毒等。

氰基被还原为醛基:氰基还原成醛基的机理可简单表示如下:氰基的碳氮三键先被还原为碳氮双键,即亚胺,亚胺与水反应水解为醛基。还原

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