- 概要
芳香族化合物在液氨/醇的混合溶液中,跟碱金属(Li, Na, K)或者碱土金属(Ca, Mg)反应的话,会被还原成1,4-环己二烯。对单取代的苯来说,得到反应产物根据取代基是供电性(EDG)的还是吸电性(EWG)的不同而不同。
α,β-不饱和羰基化合物,共轭二烯,炔烃等也能用该反应还原。特别是炔烃作为底物反应的话,可以选择性得到E-式烯烃。 (参考:炔烃的Birch还原)。该反应也可以用于脱苄基・苯磺酰基等保护基。
Li/DBB(4,4′-di-t-bulylbiphenyl)、Na/naphthalene等更加温和的还原条件相比于使用液氨的Birch反应来说对官能团的耐受性更强。
如果用短脂肪链的胺替代液氨的话,胺作为质子源,可以相对升高温度反应,其还原能力也随之变强(Benkeser还原)。
- 参考文献
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<Benkeser reduction>
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- 反应机理
最终生成的烯烃的位置选择性,是由阴离子中间体的稳定性所决定的。EWG取代基能够稳定本位生成的阴离子中间体,而相反EDG取代基的话使得该中间体更不稳定 。(参考:J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 2205., Acc. Chem. Res. 2012, 45, 164.)
醇的添加是为了防止体系中生成的强碱NH2–引起的不可预料的异构化。
碱金属对于苯环的还原反应的相对速度 Li(360)>Na(2)>K(1)。
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反应实例
Birch还原中生成的由吸电子取代基稳定化的碳阴离子会接着跟卤烷,醛等亲电试剂反应生成碳-碳键。以下给出了一个实例 [1]。
- 实验步骤
吡咯类的Birch还原[2]
※氨气的沸点大约是-33℃、常用Dewer冷却器低温浓缩而不是Dimroth冷却器。
※聚四氟乙烯的搅拌子会在Birch还原条件下被腐蚀、变黑。最好用玻璃的搅拌子。
※对于锂金属丝、预先用戊烷洗去表面附着的油后,用剪刀剪成小块使用。
※如果有活性中间体生成的话,溶液颜色会变成深蓝色。
※异戊二烯经常作为自由基还原剂猝灭的目的而在本反应中被使用到。
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实验技巧
- 参考文献
[2] Donohoe, T. J.; Thomas, R. E. Nat. Protoc. 2007, 2, 1888. doi:10.1038/nprot.2007.245