ВВЕДЕНИЕ. Часть 1. Каталитическое гидрирование

М.А. Грин, А.Ф. Миронов

МЕТОДЫ ВОССТАНОВЛЕНИЯ В ТОНКОМ ОРГАНИЧЕСКОМ СИНТЕЗЕ

Часть 1. Каталитическое гидрирование

Учебное пособие

Москва, 2012

УДК 547

ББК 24.236

Грин М.А., Миронов А.Ф.

Методы восстановления в тонком органическом синтезе

Часть 1. Каталитическое гидрирование

Учебное пособие

М., МИТХТ им.М.В.Ломоносова, 2012 –

Рекомендовано Библиотечно-издательской комиссией МИТХТ

им.М.В.Ломоносова в качестве учебного пособия.

В настоящем учебном пособии рассмотрен метод каталитического гидрирования органических соединений. Обсуждаются области применения этого метода в органическом синтезе, его важнейшие особенности, механизмы реакций, экспериментальные условия их реализации и зависимость реакционной способности реагентов от строения. Теоретический материал, представленный в пособии, тематически связан с лекционным курсом «Методы получения биологически активных соединений», читаемый на кафедре ХТБАС для студентов 4 курса направления бакалавриата 550800, и студентов 5 курса вечерней формы обучения по специальности 0701.

Рецензент:

Заведующий кафедрой общей и биоорганической химии Московского государственного медико-стоматологического университета, д.х.н., профессор Берлянд А.С.

©МИТХТ им.М.В.Ломоносова, 2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………………………4

I. Гидрирование как метод восстановления……………………………………………………4

II. Катализаторы гидрирования…………………………………………………………………7

II.1. Платиновые катализаторы………………………………………………………………7

II.2. Палладиевые катализаторы……………………………………………………………..9

II.3. Скелетные металлические катализаторы………………………………………………9

II.4. Другие металлические катализаторы…………………………………………………10

II.5. Механизм каталитического гидрирования…………………………………………...11

III. Влияние строения восстанавливаемого соединения, природы катализатора и условий реакции на селективность гидрирования

III.1. Влияние строения восстанавливаемого соединения………………………………..13

III.2. Влияние природы катализатора……………………………………………………...14

III.3. Влияние условий реакции на характер гидрирования……………………………...15

III.3.1. Температура……………………………………………………………………...15

III.3.2. Давление………………………………………………………………………….16

III.3.3. Количество катализатора………………………………………………………..17

III.3.4. Реакционная среда……………………………………………………………….17

IV. Гидрирование важнейших классов органических соединений………………………….18

IV.1. Ацетилены……………………………………………………………………………..18

IV.2. Этиленовые соединения………………………………………………………………20

IV.3. Арены и гетарены……………………………………………………………………..21

IV.4. Карбонильные соединения…………………………………………………………...25

IV.5. Нитрилы………………………………………………………………………………..27

IV.6. Восстановительное аминирование карбонильных соединений……………………29

IV.7. Гидрогенолиз галогенопроизводных………………………………………………...30

IV.8. Восстановление сложных эфиров……………………………………………………33

IV.9. Восстановление амидов карбоновых кислот………………………………………..35

V. ЛИТЕРАТУРА……………………………………………………………………………….36

ВВЕДЕНИЕ

Реакции восстановления – это химические превращения, в результате которых понижается степень окисления атома или совокупности атомов, представляющих реакционный центр исходного соединения.

Органические соединения восстанавливаются в процессах присоединения по кратным связям водорода, металлов, гидридов металлов и гидридов электроположительных металлоидов (бора, кремния, фосфора), замещения электроотрицательного гетероатома, гетероатомной или углеродной группировки на атом водорода или металла, элиминирования электроотрицательных атомов или гетероатомных групп, связанных с атомами реакционного центра через электроотрицательные атомы.

Отдельные примеры таких реакции приведены ниже.

Методы восстановления обычно разделяют на две группы:

- восстановление молекулярным водородом в присутствии катализатора – гидрирование;

- восстановление различными неорганическими и органическими реагентами, так называемое «химическое» восстановление.

Каталитическое гидрирование представляет, по существу, единый синтетический метод, базирующийся на применении простейшего и универсального восстановителя - водорода, ограниченного круга катализаторов и отличающийся значительной общностью техники эксперимента при широком диапазоне изменений отдельных параметров химического процесса.

Методы второй группы весьма разнообразны и различаются между собой природой восстановителя, условиями проведения реакций, выделением и очисткой целевых продуктов.