- A+
用金属烷氧基铝氢化物还原是涉及不饱和化合物的净氢化或用金属烷氧基铝氢化物试剂用氢取代可还原官能团的化学反应。
介绍
硼氢化钠和氢化铝锂通常用于还原有机化合物。[3] [4]这两种试剂处于极端反应性 - 而氢化铝锂与几乎所有可还原的官能团反应，硼氢化钠与更有限范围的官能团反应。通过用烷氧基取代这些试剂中的一个或多个氢，可以实现减少或增强的反应性。
另外，在这些试剂中用氢取代手性烷氧基能够实现不对称还原。[5]尽管现在已经通过对映选择性催化还原取代了涉及化学计量的手性金属氢化物的方法，但它们作为立体选择性反应的早期实例具有历史意义。
下表总结了可用各种金属氢化铝和硼氢化物进行的还原。符号“+”表示确实发生还原，“ - ”表示不发生还原，“±”表示还原取决于基质的结构，“0”表示缺少文献信息。
（1）
机制与立体化学
流行机制
在大多数情况下，认为烷氧基铝氢化物还原是通过极性机理进行的。[6]氢化物转移到有机基质中产生有机阴离子，其通过质子溶剂或在酸性后处理中中和。
（2）
α，β-不饱和羰基化合物的还原可以1,2意义（直接添加）或1,4意义（共轭添加）发生。根据Pearson的硬 - 软酸碱理论，添加1,4意义的倾向与氢化物试剂的柔软性相关。[7]实验结果与理论一致 - 更软的氢化物试剂提供更高的共轭还原产物的产率。[8]（3）
已知一些底物，包括二芳基酮，[9]二芳基烯烃，[10]和蒽[11]，通过单电子转移途径用氢化铝锂进行还原。
金属烷氧基铝氢化物试剂在有限数量的情况下得到充分表征。[12]在某些情况下，通过歧化将精确表征复杂化，将烷氧基铝氢化物转化为烷氧基铝酸盐和金属氢化铝[13]：
（4）
立体化学
已经广泛分析和模拟了手性酮还原中的非对映选择性的起源。[14] [15]根据Felkin提出的模型，[16]非对映选择性由三种过渡态I，II和III的相对能量控制。在α碳上不存在极性基团时，过渡态I是有利的，并且随着非手性酮取代基（R）的尺寸增加，立体选择性增加。过渡态III有利于还原其中R M的烷基酮 因为亲核试剂和吸电子取代基优选尽可能远离彼此，所以是吸电子基团。
（5）
还研究了还原环酮的非对映选择性。构象上柔韧的酮经受氢化物试剂的轴向侵蚀，产生赤道醇。另一方面，刚性环酮主要经历赤道攻击以提供轴向醇。通过引用“空间方法控制”使刚性酮的优先赤道攻击合理化 - 氢化物试剂的赤道方法比轴向方法的空间位阻更小。[17] Felkin和Anh提出的模型已经解决了对构象柔性环酮的轴向攻击的偏好。[18] [19]轴向攻击的过渡状态（IV）在任何轴向取代基和进入的氢化物试剂之间存在空间应变。赤道攻击（V）的过渡状态受到进入的氢化物试剂和相邻的赤道氢之间的扭转应变的影响。这两种应变能之间的差异决定了哪种攻击方向是有利的，当R很小时，V中的扭转应变占主导地位，而赤道醇产物则受到青睐。
（6）
范围和限制
烷氧基铝和密切相关的氢化物试剂可以减少各种各样的官能团，通常具有良好的选择性。该部分由官能团组织，涵盖了烷氧基铝氢化物还原有机化合物的最常见或合成有用的方法。
通过利用金属烷氧基铝氢化物的独特反应性特征，可以实现羰基化合物的许多选择性还原。例如，三（叔丁氧基）氢化铝锂（LTBA）在酯存在下选择性地还原醛和酮，其反应非常缓慢。[20]
（8）
通过明智地选择还原剂，可以在1,2或1,4意义上选择性地还原α，β-不饱和酮。使用相对不受阻的锂三甲氧基铝氢化物导致几乎定量的直接加成到羰基上（方程（9））。[21]在另一方面，使用的膨松试剂LTBA的导致共轭加成产物的高产率（式（10））。[22]
（9）
（10）
大多数氢化物试剂难以实现醚裂解。然而，苄基芳基醚的脱苄基化可以用SMEAH完成。[23]该方案是需要酸或氢解的方法（例如Pd / C和氢气）的有用替代方案。
（11）
环氧化物通常在较少取代的位置被烷氧基铝氢化物攻击。附近的羟基可以促进氢化物试剂的分子内输送，允许在更接近羟基的位置选择性地打开1,2-二取代的环氧化物。[24]保留了未接触的环氧碳的构型。
（12）
可通过烷氧基铝氢化物试剂将不饱和羰基化合物还原成饱和或不饱和醇。向Red-Al溶液中加入不饱和醛，得到饱和醇; 反向加成得到不饱和醇产物。[25]
（13）
烯烃在一些烷氧基铝氢化物存在下进行水解铝。[26]在一个相关的应用程序，NaAlH 2（OCH 2 CH 2 OCH 3）2（双钠（甲氧基乙氧基）铝二，SMEAH或Red-Al）的以二氯二茂锆反应，得到氯化茂锆氢化物（Schwartz的试剂）。烯烃在该试剂存在下进行氢锆化，在用亲电子试剂淬灭后得到官能化产物。[27]
（14）
含有氧以外的杂原子的官能团也可以在烷氧基铝氢化物试剂的存在下还原成相应的烃。伯烷基卤化物在NaAlH（OH）（OCH 2 CH 2 OCH 3）2存在下还原成相应的烷烃。仲卤化物的反应性较低，但以合理的产率得到烷烃。[28]
（15）
在SMEAH存在下，亚砜以良好的收率还原成相应的硫化物。[29]
（16）
亚胺被金属烷氧基铝氢化物还原成相应的胺。在下面的实施例中，使用具有高非对映选择性的外型胺形式。在这种情况下氢化物还原的选择性高于催化氢化的选择性。[30]（16）
实验条件和程序
氢化物试剂的制备
通常通过用相应的醇处理氢化铝锂来制备烷氧基铝氢化物。[31]析氢表明形成烷氧基铝氢化物产物。受阻氢化物如三（叔丁氧基）氢化铝锂（LTBA）在惰性气氛下长时间稳定，但三甲氧基铝氢化锂（LTMA）经歧化，应在制备后立即使用。纯的固体Red-Al在惰性气氛下可稳定数小时，并且可以商品名Vitride TM在苯中作为苯溶液商购。
减少条件
还原通常可以在配备有干燥管封盖的回流冷凝器，水银密封的机械搅拌器，温度计，氮气入口和具有压力平衡侧臂的附加漏斗的圆底烧瓶中进行。最常用的溶剂是四氢呋喃和二乙醚。无论使用何种溶剂都应该是无水和纯净的。烷氧基铝氢化物应尽可能保持干燥并且表现出明显的火灾危险，特别是当使用过量的氢化物时（氢气在后处理过程中产生）。
示例程序[32]
（17）
向1,3-二氢-1,3-双（氯甲基）苯并[c]噻吩2,2-二氧化物（0.584g，2.2mmol）的50mL无水苯溶液中加入0.80mL（2.8mmol）用注射器加入70％苯NaAlH 2（OCH 2 CH 2 OCH 2）2溶液，将溶液回流12小时。将混合物冷却至0°并用20％硫酸分解。分离苯层，用10mL水洗涤，用碳酸钾干燥，浓缩，得到产物，为黄色油状物，收率91％（0.480g）; IR（薄膜）770,1140和1320cm-1; NMR（CDCl 3）δ4.22（q，2H），1.61和1.59（2d，6H，J = 7Hz），7.3（s，4H）; m / e（相对强度）196（M +）（14），132（M-SO2）（100）; MS分析196.055796（计算值），196.057587（obs。）。
目前评论：