二异丁基氢化铝Ι（DIBAL-HΙ）还原碘代苯甲醛的研究*

王光胤，王 锐

（辽宁石油化工大学 化学与材料科学学院，辽宁 抚顺113001）

目前，在芳香环上选择性的还原羰基已经成为了有机化学合成界的热点[1]，比较普遍的方法主要是克莱门森还原法[2]和黄鸣龙还原法来将羰基还原为亚甲基；或者以Pd，Pt，Ni等重金属作催化剂用H2催化来实现羰基的还原。在上述方法中，特定的金属催化剂和对于羰基化合物的其他集团类型有着较强的专一性，比较适合用于还原单一的羰基化合物。但如果在合成过程中，需要同一化合物同时有两种不同的基团，重金属催化和上述还原法的实用性则略显不足。1947年，H I Schlesinger、A C Bond和A E Finholt首次制得氢化铝锂以来[3]，铝类制剂的运用就活泼了起来，其中作为还原剂的使用也是多不胜数，无论是在光催化领域[4]、合成胺领域[5]、以及在不饱和碳酸酯的合成中也能看到他的存在[6]。所以在不受其他基团影响的情况下，得到单一的还原产物就显得越来越重要[7]。苯甲醇的衍生物也是在诸多天然产物分子和药物分子中经常出现的重要结构片段，而碘代苯醇因为其芳碘结构可以做出进一步更为多样的衍生化，在医用原料、中间体、特种化学品显得更为重要[8]。本文则是利用了二异丁基氢化铝作为还原剂对碘代苯丙酮进行单一的还原的学术研究。

1 实验部分

1.1 原料及仪器

碘代苯甲醛，NaBH4，二异丁基氢化铝，二氯甲烷，酒石酸钠，无水MgSO4等均为分析纯试剂，美国Aldrich公司。

OSB-2100 EYELA型油浴锅（上海爱朗仪器有限公司）；MYP11-2型磁力搅拌器（上海梅颖浦仪器仪表制造有限公司）；ZF-6型三用紫外线分析仪（上海楚定分析仪器有限公司）；京制00000246号电子天平（赛多利斯科学仪器（北京）有限公司）；硅胶板TLC silica gel 60F254（25 Aluminium sheets 20cm×20cm德国默克公司）；SHZ-D（Ⅲ）型循环水式真空泵（巩义市子华仪器有限责任公司）；玻璃点样毛细管（内径0.5mm、管长100mm华西医科大学仪器厂）；硅胶柱（柱层层析硅胶）（烟台江右硅胶开发有限公司）；Bruker 400型核磁共振仪（德国布鲁克公司）。

1.2 合成方法

实验使用了碘代苯甲醛（1）和NaBH4（2）作为初始反应物，以甲醇作为溶剂，后用冰水浴条件下，用3M HCl酸化,再经萃取、干燥、旋蒸、TLC纯化得到了还原产物。反应路线见图1。

图1 NaBH4还原碘代苯甲醛的合成Fig.1 Synthesis of iodobenzaldehyde by sodium borohydride

将26.2g（0.1mol）2-甲氧基对碘苯甲醛（1）溶于干燥的200mL的二氯甲烷溶剂中，将固体完全溶解后，于0°C下向体系中分批次缓慢加入4.6g（0.12mol）的NaBH4固体（2）。反应2h后，在0°C的条件下，缓慢向体系中滴加3M HCl溶液。反应在0℃下搅拌30min后，向反应液中加入200mL水，并用200mL的二氯甲烷萃取3次。再将合并的有机相用饱和食盐水洗涤一次，并用无水硫酸镁进行干燥，过滤。蒸干溶剂后层析柱纯化得到无色的固体产物22.2g（3），产率84%。

1.3 二异丁基氢化铝的还原合成

实验使用了碘代苯甲醛（1）和二异丁基铝（4）作为初始反应物，以干燥的二氯甲烷作为溶剂，后在冰水浴条件下，加入酒石酸钠,再经萃取、干燥、旋蒸、TLC纯化得到了还原产物。因酒石酸纳可以作为掩蔽剂使用。多元醇、羟基羧酸及某些羧酸是以氧原子为给予体的一类络合剂，常常会同一些与氧键合能力较大的金属离子，如Al3+、Be2+、Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+、Zr4+、Fe3+、Co2+、Co3+、Co4+等络合，故要为这些离子进行掩蔽。常用的这类掩蔽剂有甘油、乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、抗坏血酸、醋酸、草酸等。即可得到2-甲氧基对碘苯甲醇（3）。反应路线见图2。

图2 二异丁基氢化铝还原碘代苯甲醛的合成Fig.2 Synthesis of diisobutylaluminum hydride（DIBAL-H）for reduction of iodobenzaldehyd

操作步骤 将26.2g（0.1mol）2-甲氧基对碘苯甲醛（1）溶于无水干燥的200mL的二氯甲烷溶剂中，将固体溶解完毕后，于0°C下向体系中分批次缓慢加入24g（0.12mol）二异丁基氢化铝（4）。反应2h后，于0°C的条件下，缓慢向体系中滴加饱和的酒石酸钠溶液。反应在0°C下搅拌30min后，向反应液中加入200mL水，并用200mL的二氯甲烷萃取3次。再将合并的有机相用饱和食盐水洗涤一次，并用无水硫酸镁进行干燥，过滤。蒸干溶剂后层析柱纯化得到无色的固体产物25.3g（3），产率98%。1H NMR（400MHz,CDCl3）:δ=2.06（s,1H）,3.83（s,3H）,4.62（s,2H）,6.65（d,J=8.4Hz,1H）,7.55（dd,J=8.36Hz,2.12Hz,1H）,7.59（d,J=2.16Hz,1H）.13C-NMR（100MHz,CDCl3）:δ=55.8,61.5,83.2,112.9,132.0,137.4,137.8,157.5.

2 结果与讨论

2.1 反应温度对还原产率的影响

分别在反应温度为0，10，23℃（室温）的条件下进行了反应，结果见表1。

表1 反应产率与反应温度的关系Tab.1 Relationship between reaction yield and reaction temperature

由表1可知，反应温度由0℃慢慢升温后，发现产率慢慢降低，由此可见，0℃为反应的最佳温度。

2.2 反应时间对还原产率的影响

将反应时间为0.5，1.0，1.5，2.0，3h的条件下进行了反应，结果见图3。

图3 生成物产率随反应时间变化关系Fig.3 Relationship between product yield and reaction time

反应时间从0.5h升到2h后产率从73%上升到98%，再增加反应时间，发现产率开始慢慢下降，由此可见，最佳反应时间为2h。

2.3 反应溶剂对还原产率的影响

为了探究溶剂对反应的影响，以甲苯、乙醇、二氯甲烷、四氢呋喃以及乙腈作为反应溶剂进行了反应，结果见表2。

表2 溶剂对还原产率的影响Tab.2 Influence of solvent on reduction yield

由表2可以看出，以二氯甲烷、甲苯、四氢呋喃和乙醇为溶剂的产率都大于90%，其中二氯甲烷为最佳溶剂。

3 结论

本实验成功的使用了二异丁基氢化铝（DIBALH I）对2-甲氧基对碘代苯甲醛的选择性还原化，并在温度0℃、反应2h以及在二氯甲烷溶剂中，以较高的产率得到了2-甲氧基对碘代苯甲醇。通过核磁共振、高分辨质谱等数据进一步证明了该实验结果的准确性。说明了二异丁基氢化铝（DIBAL-H I）可以在不受其他基团干扰的情况下，更高效率的还原芳香环上的羰基基团，为含有需要还原芳香环上羰基结构的化合物的天然产物分子和药物分子的合成提供了一个高效便捷的路线。