第六节--氢解反应

第六节氢解放应氢解放应通常是指在还原反应中碳–杂键（或碳–碳键）断裂，由氢取代离去的杂原子（碳原子）或基团而生成相应烃的反应。氢解反应主要应用催化氢法，在某些条件下也可用化学还原法完成。一、脱卤氢解•1反应通式（X=卤素原子）CX催化氢化或化学还原CH+HX•2反应机理利用催化氢化的脱卤氢解反应机理如下：卤代烃通过氢化加成机理与活性金属催化剂形成有机金属络合物，再按催化氢化机理反应得氢解产物。化学还原法的脱卤氢解反应机理参见本章第一节相关内容。RX+PdPdXPdX°H2HRHR+HX+Pd°H•3影响因素卤代烃的氢解活性由两方面因素决定，即卤原子的活性和卤原子在分子中所处的位置。（1）原子的活性从取代的卤原子来看，活性顺序为碘溴氯氟。（2）卤原子在分子中所处的位置酰卤、位有吸电子的基的卤原子、苄位或烯位卤原子和芳环上电子云密度较小未位置的卤原子易发生氢解。因此，酮羰基、氰基、硝基、羧基和磺酸基等官能团的位卤原子，均易发生氢解。•4应用特点(1)脱卤氢解的常用办法①催化氢化催化氢化是脱卤氢解最常用办法，钯为首选催化剂，镍因易受卤素离子的毒化，一般需增大用量比。氢解后的卤素离子，特别是氟离子，可使催化剂中毒，故催化氢化一般不用于键的氢解。在还原过程中，通常用碱中和生成的卤化氢，否则氢解反应速率将减慢甚至停滞。例如：②活泼金属还原活泼金属（如锌粉、合金等）在一定反应条件下，也可发生脱卤氢解。例如H3CMeOOHCMeO(92%)Pd, H2OOC•③金金属复氢化物还原•氢化铝锂、硼氢化钠等金属复氢化物，在非质子溶剂中，可用于卤代烃的氢解。其中，氢化铝具有更强的还原能力，可用于C–F键的氢解。例如：Ni-Al/NaOHCOOHClCOOH100%•（2）反应得选择性•在不饱和杂环化合物中，相同卤原子的选择性氢解与卤原子的位置有关。如2–羟基–4，7–二氯喹啉（53），的氢解，其分子中有两个氯原子，因吡啶环氮原子的吸电子作用，使4位电子云密度降低，其相对氢解活性较7位大，故能选择性氢解4位氯而生成2–羟基–7–氯喹林（54）。CF3NH2LiAlH4/Et2OCH3NH2(80%)二、脱苄氢解苄基或取代苄基与氧、氮或硫连接二成的醇、醚、苄胺、硫醚等，均可通过氢解反应脱去苄基生成相应的烃、醇、酸、胺等化合物，此反应称为脱苄反应（debenzylation）。RnaeyNi/H2/EtOH-KOHClOHClHCl(93%)NN1.反应通式2.反应机理催化氢化脱苄氢解的反应机理与脱卤氢解相同。CHPd-C/H2CH2+HXR'（R=H、CH3等；X=O、N、S;R'=H、CH3、ACO等）XR'3.影响因素在脱苄氢解反应中，底物的化学结构对氢解速率有较大影响。如苄基与氮或氧相连时，脱苄反应得活性因结构不同而有如下顺序：CH2NCH2OCH2NR'RCH2NHR•利用其活性差异，可进行选择性脱苄。如孤孤啡肽受体（nociceptinreceptor）激动剂中间体（55）的制备：NPhOHHNOOBu-tPd(OH)2,HCOONH4MeOHHNOHHNOOBu-t(55)4．应用特点•脱苄反应可在中性条件下氢解脱保护基，不致引起肽键或其他对酸、碱水解敏感结构的变化，因而在小分子药物、多肽和天然药物的合成中得到广泛应用。如抗病毒药更昔洛韦（Gancidovir）中间体（56）的制备中，用苄醚结构保护羟基，再经氢解脱苄得中间体，而不影响分子中其他的键。NNNH3CH2CHNHNCH2OCH2CH2OCH2PhO,C2H5OH20%Pd(OH)2Creflux32h,NNNH3CH2CHNHNCH2OCHO(56)(92)OCH2OHCH2OHO三、脱硫氢解1．硫醇、硫醚、二硫化物、亚砜、砜、含硫杂环化合物等在一定条件下可使键断裂，发生脱硫氢解。2．反应机理利用催化氢化或化学还原法的脱硫氢解反应机理与脱卤氢解相同。RSR'RSSR'催化氢化或化学还原RHRSH++HSR'HSR'(R,R'=H、烷基、芳基等)3．影响因素脱卤氢解脱硫氢解可用化学还原法（如金属复氢化物、辛–乙酸、三苯基膦等）或催化氢化法。其中，催化氢化法常用新制备的含大量氢的活性镍，钯和铂等贵金属催化剂易受硫化物毒化，一般很少使用。（1）催化氢化法2位无取代的嘧啶衍生物常用脱硫氢解方法合成。例如：NNO2NSCH3RaneyNi/H2NNH2N(75%)（2）化学还原法采用采用化学还原法来还原氢解二硫化合物是制备硫醇最常用的方法。常用锌–乙酸、金属复氢化物等还原剂。如化合物（57）在锌–乙酸作用下，氢解还原得硫巯基苯甲酸（58）。SSCOOHCOOHZn/HOAcheatSHCOOH(57)(58)(84%)三苯基膦亦是二硫化物的温和还原剂，芳环上存在的硝基不受影响。例如：O2NSSNO2Ph3P/H2O/Diox25℃O2NSH2(74%)4．应用特点（1）将羰基化合物转化为烷烃硫缩酮氢解脱硫是将羰基转变为亚甲基的常用方法之一，特别是α，β–酮及α杂原子取代酮的选择性还原，条件温和、收率较好。如化合物（59）与乙二硫醇反应生成硫缩酮（60），在活性镍存在下，于乙醇中回流，氢解回流而得烃。OSHSHBF3-Et2O0℃SS(60)RaneyNi/EtOHreflux(74%)(59)（2）硫醇类化合物的制备二硫化合物可还原氢解为两分子硫醇，该法是制备硫醇的最常用方法。（R=H、CH3等；X=O、N、S;R’=H、CH3、ACO等）