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9 还原反应通过还原反应，可将不饱和结构转化为饱和结构，将羰基化合物转化为醇，等等，可以实现多种官能团的转化，在药物合成中有着广泛的应用。
本章主要内容为，碳-碳(杂)不饱和结构的还原，多种含氧不饱和结构的化学还原以及氢解等，催化多相加氢等大工业生产常见的还原过程以及生物法还原不在本章重点讨论范围之内。
9.1多相催化加氢、催化转移氢化和均相催化加氢多相催化加氢可以完成从酰卤、炔烃、酮、硝基物、芳烃到羧酸，几乎所有不饱和结构的还原。
多相催化加氢以氢气为氢源，适应面广，但有时需加压，而且当底物中存在多个活性基团时，存在还原的选择性问题。
不同官能团被还原的反应活性不同，催化剂及反应条件也不同。
通常情况下，表9.1的内容可作为催化加氢活性顺序(及反应条件)的参考。
表9.1 不同官能团加氢难易顺序表(易→难)当底物分子中含多个可还原基团时，处在表的前部的基团将被优先还原。
例如还原不饱和醛的羰基，可用加氢法，如果是还原其双键，则加氢法不合适。
催化加氢反应示例：Finasteride中间体的合成。
与多相催化加氢用氢气作氢源不同，催化转移氢化的氢源为有机化合物，通常为不饱和脂环烃、不饱和萜类或醇，如环己烯、alpha-蒎烯和异丙醇等。
所用催化剂可以是钯黑或钯/碳，铂和铑的活性较低，而镍一般用于醇作氢源的反应。
催化转移氢化主要适用于碳-碳不饱和键、硝基、偶氮基、亚胺基和氰基的还原，也可用于碳-卤键、苄基及烯丙基的氢解。
具有反应条件温和，操作简单，基团选择性好等优点。
表9.2列举了更多的应用实例。
表9.2 一些催化转移氢化应用实例均相催化加氢的主要特点是催化剂以分子态溶解在反应介质中，起催化作用，其氢源为氢气。
选择性好，反应条件温和。
催化剂一般为第VIII族过渡元素Rh、Ru、Ir、Co以及Pt等的配合物。
常见的配体是Cl、CN、PPh3、CO和胺等给电子体。
在药物合成中，均相催化法主要应用于碳-碳双键的选择性还原，见表9.3。
9 还原反应通过还原反应，可将不饱和结构转化为饱和结构，将羰基化合物转化为醇，等等，可以实现多种官能团的转化，在药物合成中有着广泛的应用。
本章主要内容为，碳-碳(杂)不饱和结构的还原，多种含氧不饱和结构的化学还原以及氢解等，催化多相加氢等大工业生产常见的还原过程以及生物法还原不在本章重点讨论范围之内。
9.1多相催化加氢、催化转移氢化和均相催化加氢多相催化加氢可以完成从酰卤、炔烃、酮、硝基物、芳烃到羧酸，几乎所有不饱和结构的还原。
多相催化加氢以氢气为氢源，适应面广，但有时需加压，而且当底物中存在多个活性基团时，存在还原的选择性问题。
不同官能团被还原的反应活性不同，催化剂及反应条件也不同。
通常情况下，表9.1的内容可作为催化加氢活性顺序(及反应条件)的参考。
表9.1 不同官能团加氢难易顺序表(易→难)当底物分子中含多个可还原基团时，处在表的前部的基团将被优先还原。
例如还原不饱和醛的羰基，可用加氢法，如果是还原其双键，则加氢法不合适。
催化加氢反应示例：Finasteride中间体的合成。
与多相催化加氢用氢气作氢源不同，催化转移氢化的氢源为有机化合物，通常为不饱和脂环烃、不饱和萜类或醇，如环己烯、alpha-蒎烯和异丙醇等。
所用催化剂可以是钯黑或钯/碳，铂和铑的活性较低，而镍一般用于醇作氢源的反应。
催化转移氢化主要适用于碳-碳不饱和键、硝基、偶氮基、亚胺基和氰基的还原，也可用于碳-卤键、苄基及烯丙基的氢解。
具有反应条件温和，操作简单，基团选择性好等优点。
表9.2列举了更多的应用实例。
表9.2 一些催化转移氢化应用实例均相催化加氢的主要特点是催化剂以分子态溶解在反应介质中，起催化作用，其氢源为氢气。
选择性好，反应条件温和。
催化剂一般为第VIII族过渡元素Rh、Ru、Ir、Co以及Pt等的配合物。
常见的配体是Cl、CN、PPh3、CO和胺等给电子体。
在药物合成中，均相催化法主要应用于碳-碳双键的选择性还原，见表9.3。
1、药物合成反应中反应类型有哪些？①按有机分子的结构变换方式分：新基团的导入反应；取代基的转化反应；有机分子的骨架。
②按反应机制分：极性反应（a.亲核试剂、b.亲电试剂）；自由基反应；协同反应2、药物合成反应主要研究对象：化学合成药物3、化学品的安全使用说明书——MSDS1、混酸硝化试剂的特点有哪些？①硝化能力强；②氧化性较纯硝酸小；③对设备的腐蚀性小4.硝酸与醋酸酐的混合酸特点：1.反应条件温和使用于易被氧化或易被混酸分解的化合物的硝化反应2.醋酸酐对大部分化合物具有较好的溶解能力，可使反应易于在均相条件下进行，促进反应进行3.在芳香环的硝化反应中，主要发生单硝化，而且主要发生在邻对位定位基的邻位，属于领位硝化剂4.硝化能力强5.硝酸在醋酸酐中可以任意比例溶解，常用的浓度为含硝酸10%--30%缺点：是不能久置，久置容易生成四硝基甲烷引起爆炸，所以必须使用前临时制备2、硝化试剂的活泼中间离子为：硝酰正离子NO2○+（在硝酸和醋酸酐作为混合硝化剂中，除NO2○+还有N2O5，CH3COON2H○+）重氮化反应：1.、重氮化反应定义：含有伯氨基的有机化合物在无机酸的存在下与亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应。
2.常用的重氮化试剂一般是由NaNO2/HCL NoHSO4/H2SO4 CuSO4 磷酸/H2SO4 CH3OH 。
3.Sandmeyer反应（桑德迈尔反应）定义定义:在氯化亚铜或溴化铜的存在下，重氮基被氮或溴置换的反应;重氮基被氰基置换：将重氮盐与氰化亚铜的配合物在水介质中作用，可以使重氮基被氰基置换，该反应也称Sandmeyer。
4、常用的重氮化试剂一般是由盐酸、硫酸、过氯酸和氟硼酸等无机酸与亚硝酸钠作用产生。
5、硝化反应定义：指向有机分子结构中引入硝基（—NO2）的反应过程，广义的硝化反应包括生产（—NO2、N—NO2和O—NO2）反应。
6、重氮化反应定义：含有伯氨基的有机化合物在无机酸的存在下与亚硝酸钠作用生成重氮盐的反应。
药合名词解释和重要反应（广医药学）一、名词解释1、靶分子：（Target Molecule）:就合成设计而言，凡是所需合成的有机分子均可成为“靶分子”，或者是最终产物，或者是有机合成中的某一个中间体。
2、合成子（Synthons）:反合成分析时，目标分子切割成的片段（Piece）叫合成子3、逆合成分析：也称为反合成分析，即由靶分子出发，用你想切断、连接、重排和官能团互换、添加、除去等方法，将其变换成若干中间产物或原料，然后重复上述分析，直到中间体变换成所有价廉易得的和橙子等价试剂为止。
4、化学选择性：取决丁不同官能团的反应差异。
区域选择性：取决丁活性基团周围不同位置的反应性差异。
5、立体选择性：涉及产物分子的相对或绝对立体化学问题。
6、逆向切断（dis）:用切断化学键的方法把靶分子骨架剖析城不同性质的合成子，成为逆向切断。
7、逆向官能团转化（con）：在不改变靶分子基本骨架的前提下变换官能团的性质或所处位置的方法，包括逆向官能团转换（FGI）、逆向官能团添加（FGA）和逆向官能团除去（FGR）。
8、等价物（Equivalent）:与合成子相对应的化合物。
9、切断（disconnection）：目标化合物剖析的一种处理方法，想象在目标分子中有价键被打断，形成碎片，进而推出合成所需要的原料。
二、重要的化学反应（包括名解）1、卤化反应：在有机化合物分子中简历碳-卤键的反应称为卤化反应。
2、轻化反应：用轻基取代有机分子中的氢原子，包括在某些官能团或碳架上的氢原子，均称轻化反应。
3、酰化反应：在有机化合物分子中的碳、氧、氮、硫等原子上引入酰基的反应。
4、缩合反应：两个或多个有机化合物分子通过反应形成一个新的较大分子的反应或同一个分子发生分子内的反应形成新分子都可称为缩合。
5、重排反应：在同一分子内，某一原子或基团从一个原子迁移至另一个原子而形成新分子的反应。
6、氧化反应：有机物分子中氧原子的增加，氢原子的活除，或者两者兼而有之，不包括形成C-X、C-N、C-S的反应。
四.缩合反应定义：两个及两个以上有机化合物通过反应形成一个新的较大分子或同一分子内部发生分子内的反应形成新分子的反应称为缩合反应。
Aldol：定义：在稀酸或稀碱催化下(通常为稀碱)，一分子醛(或酮)的 氢原子加到另一分子醛(或酮)的羰基氧原子上，其余部分加到羰基碳上，生成 -羟基醛(或酮)，这个增长碳链的反应称为α-羟烷基化反应。
但该类化合物不稳定，易消除脱水生成α，β-不饱和醛酮，又称Aldol缩合反应。
Aldol特点：酮：活性小于醛，反应速度慢。
1. 对称酮产物较单纯。
2. 不对称酮的自身缩合，在碱性或酸性催化下，反应都发生在取代较少的羰基碳原子上。
羟醛缩合催化剂碱：弱碱（如Na3PO4、NaOAc、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3），强碱（如NaOH、KOH、NaOEt、NaH、NaNH2）酸：盐酸、硫酸、对甲苯磺酸、三氟化硼以及阳离子交换树脂等Cannizzaro反应（歧化反应）定义：凡α位碳原子上无活泼氢的醛类和浓NaOH或KOH水或醇溶液作用时，不发生醇醛缩合或树脂化作用而起歧化反应生成与醛相当的酸(成盐)及醇的混合物。
此反应的特征是醛自身同时发生氧化及还原作用，一分子被氧化成酸的盐，另一分子被还原成醇。
甲醛的羟甲基化反应和交叉Cannizzaro反应能同时发生，是制备多羟基化合物的有效方法。
定向醇醛(酮)缩合方法：A.烯醇盐法：醛或酮与具位阻的碱如LDA(二异丙胺锂)作用，形成烯醇盐再与另一分子醛或酮作用，B.烯醇硅醚法：醛、酮转变成烯醇硅醚，在TiCl4催化下与另一分子醛、酮分子作用。
C. 醛、酮与胺形成亚胺，与LDA形成亚胺锂盐，再与另一分子醛、酮作用。
Diels-Alder反应含有一个活泼的双键或叁键的烯或炔类和二烯或多烯共轭体系发生1,4-加成，形成六员环状化合物的反应称为Diels-Alder反应。
该反应易进行且反应速度快，应用范围广，是合成环状化合物的一个非常重要的方法。
酮的还原反应方程式总结在有机化学中，酮的还原反应是一类重要的化学反应。
酮是一类含有羰基（C=O）官能团的化合物，它们可以通过还原反应被还原为醇。
酮的还原反应是一种具有广泛应用的有机合成方法，常用于合成醇类化合物。
一、酮的还原反应的机理酮的还原反应通常通过氢气（H2）和催化剂来进行。
催化剂通常是贵金属，如钯（Pd）、铂（Pt）或铑（Rh）。
氢气在催化剂的作用下与酮发生氢化反应，生成相应的醇。
例如，丙酮（CH3COCH3）与氢气催化剂反应，生成丙醇（CH3CH2CH2OH）。
(CH3COCH3) + H2 + 催化剂 -> (CH3CH2CH2OH)二、酮的还原反应的条件酮的还原反应需要一定的条件才能进行。
一般来说，以下条件对于酮的还原反应是必要的：1. 催化剂：常用的催化剂包括钯、铂、铑等贵金属。
这些催化剂可以提供活性位点，促进氢气的吸附和反应。
2. 适当的温度：酮的还原反应通常在适中的温度下进行，一般在室温至反应物沸点之间。
3. 适当的压力：酮的还原反应通常需要一定的压力来促进反应进行，一般在数十个大气压下。
4. 适当的溶剂：反应溶剂的选择对于酮的还原反应有着重要的影响。
常用的溶剂包括乙醇、二甲基亚砜等。
三、应用和意义酮的还原反应在有机合成中具有广泛的应用。
它可以用于合成具有生物活性的化合物、药物和天然产物，以及有机合成反应中的中间体。
酮的还原反应在医药领域具有重要的意义。
许多药物合成中需要还原酮，以改变其药理活性或提高其稳定性。
酮的还原反应可以通过选择合适的催化剂和反应条件来实现。
此外，酮的还原反应还在天然产物合成中起着重要的作用。
天然产物中常含有酮官能团，其还原反应可以用于合成某些重要的生物活性物质，如激素、天然抗生素等。
总结：酮的还原反应是一种重要的有机合成方法，可以将酮还原为相应的醇。
该反应通常需要催化剂、适当的温度和压力，以及合适的溶剂。
酮的还原反应在医药和天然产物合成中具有广泛的应用和意义。
药物合成反应》课程教学大纲《药物合成反应》课程教学大纲一、课程简介《药物合成反应》是一门专业核心课程，旨在培养学生掌握药物合成的基本理论和实践技能，为从事药物研究和开发打下坚实的基础。
本课程涵盖了有机合成反应、药物合成工艺和实验室实践操作等方面的内容，通过课堂教学、实验操作和案例分析等多种方式，使学生全面了解和掌握药物合成的反应机理、合成路线、实验技巧以及实际应用。
二、课程目标通过本课程的学习，学生将能够：1、掌握药物合成的基本理论、反应机理和合成路线设计原则；2、熟悉常见有机合成反应的类型、条件和产物结构特征；3、了解药物合成工艺流程、实验室实践操作和安全注意事项；4、具有独立进行药物合成实验的能力，能够分析和解决实验中出现的问题；5、了解药物研发的过程、最新进展和应用前景。
三、教学内容与课时分配第一章药物合成基本理论（8学时）1.1 药物合成的定义、发展历程和重要性； 1.2 药物合成的基本步骤和策略； 1.3 合成路线的评价与优化。
第二章常见有机合成反应（12学时）2.1 烷基化反应； 2.2 酰化反应； 2.3 羟基化反应； 2.4 磺化反应； 2.5 甲基化反应； 2.6 重排反应； 2.7 其他常见有机合成反应。
第三章药物合成工艺（8学时）3.1 药物合成工艺流程； 3.2 实验室实践操作规范； 3.3 合成工艺优化与成本控制。
第四章药物研发概述与最新进展（4学时）4.1 药物研发的基本过程； 4.2 药物研发的最新进展； 4.3 药物研发的应用前景。
四、教学方法1、采用多媒体教学，制作丰富的课件和视频素材，提高教学效果；2、通过案例分析，使学生了解实际生产中的问题与解决方案；3、开展实验室实践操作，加强学生的动手能力和实践技能；4、通过课堂讨论、小组作业等形式，促进学生的团队协作和交流能力。
五、考核方式1、课堂提问与回答（10%）；2、作业与小组讨论（20%）；3、期末考试（70%）。
《药物合成反应（闻韧主编第三版）》人名反应整理一、卤化反应1、Hunsdriecke反应（汉斯狄克反应）：羧酸银盐和溴或碘反应，脱去二氧化碳，生成比原反应物少一个碳原子的卤代烃。
☆☆☆☆☆2、Sandmeyer反应（桑德迈尔反应）：用氯化亚铜或溴化亚铜在相应的氢卤酸存在下，将芳香重氮盐转化成卤代芳烃。
☆☆3、Gattermann反应（加特曼反应）：将Sandmeyer反应条件改为铜粉和氢卤酸。
☆☆4、Schiemann反应（席曼反应）：将芳香重氮盐转化成不溶性的重氮氟硼酸盐或氟磷酸盐，或直接将芳胺用亚硝酸钠和氟硼酸进行重氮化，此重氮盐再经热分解(有时在氟化钠或铜盐存在下加热)，就可以制得较好收率的氟代芳烃。
☆二、烃化反应5、Willamson合成（威廉姆森合成）：醇在碱(钠、氢氧化钠、氢氧化钾等)存在下与卤代烃反应生成醚的反应。
☆☆☆☆6、Gabriel合成（盖布瑞尔合成）：将氨先制备成邻苯二甲酰亚胺，利用氮上氢的酸性，先与氢氧化钾形成钾盐，然后与卤代烃作用，得N-烃基邻苯二甲酰亚胺，再经过肼解或酸水解即可得纯伯胺。
☆☆☆☆☆7、Delepine反应（德勒频反应）：用卤代烃与环六亚甲基四胺(乌洛托品Methenamine)反应得季铵盐，然后水解即可得伯胺。
8、Leuckart-Wallach反应（鲁卡特-瓦拉赫反应）：用甲酸及其铵盐可对醛酮进行还原烃化，得各类胺。
☆9、Ullmann反应（沃尔曼反应）：卤代芳烃与芳香伯胺在铜或碘化铜及碳酸钾存在并加热的条件下可得二苯胺及其同系物。
三、酰化反应10、Friedel-Crafts反应（傅列德尔-克拉夫茨反应，也称傅-克酰基化反应）：羧酸及羧酸衍生物在质子酸或Lewis酸的催化下，对芳烃进行亲电取代生成芳酮的反应。
☆☆☆☆☆11、Hoesch反应（赫施反应）：腈类化合物与氯化氢在Lewis酸催化剂ZnCl2等的存在下与烃基或烷氧基取代的芳烃进行反应可生成相应的酮亚胺，再经水解则得到羟基或烷氧基取代的芳香酮。
第九章还原反应在还原剂的作用下使有机物分子中增加氢原子或减少氧原子，或者两者兼而有之的反应称为还原反应。
而将硝基、亚硝基、羟氨基、等含碳—氮键的化合物在还原剂作用下制得胺类的方法是还原反应中重要的一类。
同时，不饱和烃的还原、芳烃的还原、羰基的还原、羧酸及其衍生物的还原在药物合成中也有很重要的作用。
还原反应根据所用还原剂及操作方法不同，基本上可分为三类。
凡是使用化学物质包括元素、化合物等作还原剂所进行的还原反应称为化学还原反应，其中包括电化学还原反应。
化学还原反应按机理分主要分为负氢离子转移还原反应和电子转移还原反应。
另一种在催化剂存在下，借助于分子氢进行的还原反应称为催化氢化还原或催化加氢还原。
还有一种利用微生物发酵或活性酶进行的还原反应称为生物还原反应，这里不介绍。
9.1 化学还原反应化学还原反应常有的还原剂有无机和有机还原剂，前者应用更广泛。
9.1.1 金属还原剂1. 底物与进攻试剂金属还原剂包括活泼金属、它们的合金及其盐类。
一般用于还原反应的活泼金属有碱金属、碱土金属、以及铝、锡、铁等。
合金包括钠汞齐、锌汞齐、铝汞齐、镁汞齐等。
金属盐有硫酸亚铁、氯化亚锡等。
金属还原剂在不同的条件下可还原一系列物质，不同的金属还原的应用场合有所差别。
2. 反应机理及影响因素金属还原剂在进行还原时均有电子得失的过程，且同时产生质子的转移。
金属是电子的供给者，而质子供给者是水、醇、酸等化合物。
其还原机理是电子-质子的转移过程。
如羰基化合物用金属还原为差羟基化合物的过程中，是羰基首先自金属原子得到一个电子，五项原则负离子自由基，后者再由金属得到一个电子，形成二价负离子，二价负离子由质子供给者提供质子生成羟基化合物：CO +MC MM-eC MHCH OH（1）铁和低价铁盐为还原剂铁屑在酸性条件下为强还原剂，可将芳香族硝基、脂肪族硝基以及其它含氮氧功能团（亚硝基、羟氨基等）还原成氨基，将偶氮化合物还原成两个胺，将磺酰氯还原成巯基。
