克莱门森还原反应

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简介:

1913年,克莱门森报道了,在40%的盐酸溶液和锌-汞剂的加热回流作用下将简单的酮或者醛转化成相应烷烃的反应,这种将羰基转化成亚甲基的方法被称为克莱门森还原反应。此反应操作简便,收率很高,许多羰基化合物 在酸性条件下不会引起严重的副反应,因而应用广泛。此法对于还原芳香酮效果较好,与傅克酰基化反应相配合是合成烷基芳烃的重要方法。



但该反应也存在着一定的缺陷,一些对酸敏感以及一些多官能团的底物很难实现相应的转换。为了提高其官能团的耐受性,使其能够更广泛应用于合成反应,有机工作者对该反应做了许多优化。其中,Yamamura团队开发了一种温和反应条件:利用卤化氢气体饱和溶液(如,THF,Et2O,benzene)和活性锌粉在0℃冰浴下进行反应。相比于最开始的反应条件,酸敏和热敏化合物在该条件下1h就能完成还原,同时科研工作者通过加入第二种溶剂对反应底物溶解度低的问题对反应进行了优化(如AcOH, EtOH, Dioxane),使反应操作更加简单高效。


反应机理:

 


克莱门森还原反应尚未有明确的反应机理,当反应条件(如酸的浓度、汞齐中的锌的浓度)发生变化时,还原反应形成的产物也是不同的。目前提出了两种反应机理:一种是碳负离子机理,反应过程中锌离子和氯离子仅供羰基,形成关键碳负离子中体;另一种是卡宾机理,通过自由基形成卡宾中间体,进一步还原生成相应的烷烃。


应用:



2号位具有负电性取代基的1,3二羰基杂环化合物的还原比较困难,这些化合物还原要么反应条麻烦,要么用料比较昂贵。而T. Kappe 团队利用克莱门森还原提出了一种简单有效的方法还原1,3而羰基化合物,3-acyl-4-hydroxy- 2(1H)-quinolones和3-acyl-4-hydroxy-6-methypyran-2-ones在锌粉和醋酸(或盐酸)作用下,能以很好的收率下生成相应的还原产物。

克莱门森还原反应操作简单,收率高,广泛应用于一些天然产物和药物中间体的合成,可以有效的解决一些关键难题,具有很好的应用价值。


                        来源:科学指南针-费曼纳米


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