沃爾夫-凱惜納-黃鳴龍還原反應
沃爾夫-凱惜納-黃鳴龍還原反應(Wolff-Kishner-Huang還原反應)是一個有機還原反應,羰基化合物(醛或酮)在高沸點溶劑如一縮二乙二醇中與肼和氫氧化鉀一起加熱反應,羰基還原為亞甲基。[1][2]
原來的反應過程是用醛酮、肼與金屬鈉或鉀在高溫加壓或封管中進行,而後黃鳴龍將方法作了改進,[3][4]用高沸點溶劑代替封管,鹼金屬單質也被其他鹼(如甲醇鈉)所替代,使得反應的操作變得更加方便。[5]該反應的綜述參見:[6][7]。
反應機理
反應的可能機理如下:
首先肼與羰基縮合生成腙,然後鹼作用下氮上的質子脫去,雙鍵位移,氮氣離去,生成的碳負離子從水中奪取質子。氮氣離去一步在熱力學上推動了反應進行。
黃鳴龍改進法發現的故事
哈佛大學化學系費塞(Louise Fieser)教授在Topics in Organic Chemistry[8]書中提到過此改進方法的發現經過:
此改進純屬偶然。黃鳴龍當時從中央研究院跑美國做訪問學者,跟隨費塞做研究。費塞讓黃做一個Wolff-Kishner實驗, 黃開始反應後臨時有事去紐約,臨行前讓隔壁一個黎巴嫩籍的同學幫忙照看反應。黃走後數日,處在回流中的燒瓶軟木塞逐漸鬆動,開了個口子。黎巴嫩同學因為只答應照看反應,從而沒有幫忙把軟木塞扶正。其結果是反應物中的肼和生成的水全跑光了。黃回來一看非常意外,但很快他發現產率很高。在他給費塞的實驗報告上寫道:反應未正常完成,但產率很好。於是黃鳴龍改進法就這樣被發現了。這個改進的意義在於使所需時間從50個小時縮短至3小時,產率從40%提高到90%,論文發表以後迅速成為標準方法。
黃的改進之處在於令水和過剩的肼蒸發掉,然後反應混合物可以順利地升溫到所需的溫度。而反應使用的乙二醇並不是黃的獨創,而是Soffer的發明的[8]。
參考資料
- ^ Nicolai Kishner J. Russ. Chem. Soc. 1911, 43, 582.
- ^ Ludwig Wolff. Chemischen Institut der Universität Jena: Methode zum Ersatz des Sauerstoffatoms der Ketone und Aldehyde durch Wasserstoff. Justus Liebigs Annalen der Chemie. 1912, 394 (1): 86–108. doi:10.1002/jlac.19123940107.
- ^ Huang-Minlon J. Am. Chem. Soc. 1946, 68, 2487.
- ^ Huang-Minlon J. Am. Chem. Soc. 1949, 71, 3301.
- ^ Organic Syntheses, Coll. Vol. 4, p.510 (1963); Vol. 38, p.34 (1958). (Article (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館))
- ^ Todd, D. Org. React. 1948, 4, 378. (Review)
- ^ Hutchins, R. O.; Hutchins, M. K. Comp. Org. Syn. 1991, 8, 327-343. (Review)
- ^ 韓廣甸,馬兆揚.黃鳴龍還原法[J].有機化學,2009,29(7):1001-1017.
- Organic Syntheses, Coll. Vol. 5, p.533 (1973); Vol. 43, p.34 (1963). (Article (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館))