簡介:
1913年,克萊門森報道了,在40%的鹽酸溶液和鋅-汞劑的加熱回流作用下將簡單的酮或者醛轉(zhuǎn)化成相應(yīng)烷烴的反應(yīng),這種將羰基轉(zhuǎn)化成亞甲基的方法被稱為克萊門森還原反應(yīng)。此反應(yīng)操作簡便,收率很高,許多羰基化合物 在酸性條件下不會引起嚴(yán)重的副反應(yīng),因而應(yīng)用廣泛。此法對于還原芳香酮效果較好,與傅克酰基化反應(yīng)相配合是合成烷基芳烴的重要方法。
但該反應(yīng)也存在著一定的缺陷,一些對酸敏感以及一些多官能團的底物很難實現(xiàn)相應(yīng)的轉(zhuǎn)換。為了提高其官能團的耐受性,使其能夠更廣泛應(yīng)用于合成反應(yīng),有機工作者對該反應(yīng)做了許多優(yōu)化。其中,Yamamura團隊開發(fā)了一種溫和反應(yīng)條件:利用鹵化氫氣體飽和溶液(如,THF,Et2O,benzene)和活性鋅粉在0℃冰浴下進(jìn)行反應(yīng)。相比于最開始的反應(yīng)條件,酸敏和熱敏化合物在該條件下1h就能完成還原,同時科研工作者通過加入第二種溶劑對反應(yīng)底物溶解度低的問題對反應(yīng)進(jìn)行了優(yōu)化(如AcOH, EtOH, Dioxane),使反應(yīng)操作更加簡單高效。
反應(yīng)機理:
克萊門森還原反應(yīng)尚未有明確的反應(yīng)機理,當(dāng)反應(yīng)條件(如酸的濃度、汞齊中的鋅的濃度)發(fā)生變化時,還原反應(yīng)形成的產(chǎn)物也是不同的。目前提出了兩種反應(yīng)機理:一種是碳負(fù)離子機理,反應(yīng)過程中鋅離子和氯離子僅供羰基,形成關(guān)鍵碳負(fù)離子中體;另一種是卡賓機理,通過自由基形成卡賓中間體,進(jìn)一步還原生成相應(yīng)的烷烴。
應(yīng)用:
2號位具有負(fù)電性取代基的1,3二羰基雜環(huán)化合物的還原比較困難,這些化合物還原要么反應(yīng)條麻煩,要么用料比較昂貴。而T. Kappe 團隊利用克萊門森還原提出了一種簡單有效的方法還原1,3而羰基化合物,3-acyl-4-hydroxy- 2(1H)-quinolones和3-acyl-4-hydroxy-6-methypyran-2-ones在鋅粉和醋酸(或鹽酸)作用下,能以很好的收率下生成相應(yīng)的還原產(chǎn)物。
克萊門森還原反應(yīng)操作簡單,收率高,廣泛應(yīng)用于一些天然產(chǎn)物和藥物中間體的合成,可以有效的解決一些關(guān)鍵難題,具有很好的應(yīng)用價值。
來源:科學(xué)指南針-費曼納米