3.5 烷氧基铝还原剂(异丙醇铝)

3.5.1 还原剂的特征

其他金属烷氧化合物也可以发生还原反应,但异丙醇铝最为合适,因为它既能溶解于醇,也能溶解于烃。另外,它的碱性较弱,不容易导致羰基化合物发生缩合等副反应。此反应可使醛还原为伯醇,酮还原为仲醇,特殊情况下可还原甲基,而对碳-碳双键、碳-碳叁键、卤素、—NO2等基团均无还原作用,反应速率快,产率很高(80%~100%),副反应少,因此异丙醇铝也是广泛应用的还原剂之一。

异丙醇铝可用下面反应制备:

醇铝易于水解,因此制备醇铝的反应以及用其进行的还原反应均需在无水条件下进行。

3.5.2 还原机理

醇铝进行的还原同前面讲述的金属氢化物的还原同属负离子转移的过程。

羰基化合物在异丙醇铝溶液中以异丙醇铝进行的还原,反应式如下:

RCHO+Me2CHOHRCH2OH+Me2CO

此反应称为Meerwein-ponndorf-verley还原,是可逆反应,它的逆反应为Oppenauer氧化。该反应虽为可逆反应,但通过加入过量的溶剂——异丙醇,以及不断蒸出产物之一的丙酮,可使平衡向右移动,从而获得高收率的还原产物。

显然,异丙醇铝在本反应中起催化作用,由于反应加入过量的异丙醇,新生成的异丙醇铝可与异丙醇经交换使异丙醇铝再生重复进行还原。这样,还原反应中实际上仅需催化量的异丙醇铝就已足够。

3.5.3 实例

① 碳-碳双键、碳-碳叁键不发生还原反应

② 硝基不发生还原反应

③ 卤素不发生还原反应

④ 氯霉素合成中间体的还原,分子中的—NO2与—CO—NH—不发生还原反应

本反应中加入一定量的AlCl3,是由于它可与异丙醇铝生成极性较大的氯化异丙醇铝——ClAl(OCHMe22,从而有助于反应物羰基的极化,使环状过渡状态易形成,负离子也更易转移,从而可使还原反应加速。

⑤ 高温下,异丙醇铝经两次负离子转移可使酮基还原为亚甲基