Бирчова редукција

Бирчова редукција је органска реакција која се користи за претварање арена у 1,4-циклохексадиене. Реакција је названа по аустралијском хемичару Артуру Бирчу и укључује органску редукцију ароматичних прстенова у аминском растварачу (традиционално течни амонијак) са алкалним металом (традиционално натријум) и извором протона (традиционално алкохолом). За разлику од каталитичке хидрогенације, Бирчова редукција не редукује ароматични прстен све до циклохексана.

Пример је редукција нафталена у амонијаку и етанолу:

напхтхалене Бирцх Редуцтион

Механизам реакције и региоселективност

Раствор натријума у течном амонијаку састоји се од интензивно плаве соли електрида [На(НХ₃)_x]⁺ е⁻. Солватирани електрони се додају у ароматични прстен дајући радикални ањон, који затим апстрахује протон из алкохола. Процес се затим понавља на орто или пара позицији (у зависности од супституената) да би се добио коначни диен.^[1] Преостале двоструке везе не стабилизују даље радикалне додатке.^[2]^[3]

Познато је да је реакција трећег реда – првог реда у ароматику, првог реда у алкалним металима и првог реда у алкохолу.^[4] Ово захтева да корак који ограничава брзину буде конверзија ањона радикала Б у циклохексадиенил радикал C.

Тај корак такође одређује структуру производа. Иако је Артур Бирч првобитно тврдио да се протонација догодила на мета позицији.^[5] Накнадно истраживање је открило да се протонација дешава или на орто или пара позицији. Донори електрона имају тенденцију да индукују орто протонацију, као што је приказано у редукцији анизола (1). Супституенти који повлаче електроне имају тенденцију да индукују пара протонацију, као што је приказано у редукцији бензојеве киселине (2).^[6]

Солватирани електрони ће првенствено редуковати довољно електронегативне функционалне групе, као што су кетони или нитро групе, али не нападају алкохоле, карбоксилне киселине или етре.^[6]

Референце

^ Марцх, Јеррy (1985), Адванцед Органиц Цхемистрy: Реацтионс, Мецханисмс, анд Струцтуре (3рд изд.), Неw Yорк: Wилеy, ИСБН 0-471-85472-7
^ Рабидеау, П. W.; Марциноw, З. (1992). „Тхе Бирцх Редуцтион оф Ароматиц Цомпоундс”. Орг. Реацт. (ревиеw). 42: 1—334. ИСБН 0471264180. дои:10.1002/0471264180.ор042.01.
^ Мандер, L. Н. (1991). „Партиал Редуцтион оф Ароматиц Рингс бy Диссолвинг Металс анд бy Отхер Метходс”. Цомпр. Орг. Сyнтх. (ревиеw). 8: 489—521. ИСБН 978-0-08-052349-1. дои:10.1016/Б978-0-08-052349-1.00237-7.
^ Крапцхо, А. П.; Ботхнер-Бy, А. А. (1959). „Кинетицс оф тхе Метал-Аммониа-Алцохол Редуцтионс оф Бензене анд Субститутед Бензенес1”. Ј. Ам. Цхем. Соц. 81 (14): 3658—3666. дои:10.1021/ја01523а042.
^ Бирцх 1944.
^ ^а ^б Цареy, Францис А.; Сундберг, Рицхард Ј. (2007). Адванцед Органиц Цхемистрy. Б: Реацтионс анд Сyнтхесис (5тх изд.). Неw Yорк: Спрингер. стр. 437—439. ИСБН 978-0-387-44899-2.

[1] Марцх, Јеррy (1985), Адванцед Органиц Цхемистрy: Реацтионс, Мецханисмс, анд Струцтуре (3рд изд.), Неw Yорк: Wилеy, ИСБН 0-471-85472-7

[2] Рабидеау, П. W.; Марциноw, З. (1992). „Тхе Бирцх Редуцтион оф Ароматиц Цомпоундс”. Орг. Реацт. (ревиеw). 42: 1—334. ИСБН 0471264180. дои:10.1002/0471264180.ор042.01.

[3] Мандер, L. Н. (1991). „Партиал Редуцтион оф Ароматиц Рингс бy Диссолвинг Металс анд бy Отхер Метходс”. Цомпр. Орг. Сyнтх. (ревиеw). 8: 489—521. ИСБН 978-0-08-052349-1. дои:10.1016/Б978-0-08-052349-1.00237-7.

[Krapcho-4] Крапцхо, А. П.; Ботхнер-Бy, А. А. (1959). „Кинетицс оф тхе Метал-Аммониа-Алцохол Редуцтионс оф Бензене анд Субститутед Бензенес1”. Ј. Ам. Цхем. Соц. 81 (14): 3658—3666. дои:10.1021/ја01523а042.

[FOOTNOTEBirch1944-5] Бирцх 1944.

[SundbergCarey-6] а ^б Цареy, Францис А.; Сундберг, Рицхард Ј. (2007). Адванцед Органиц Цхемистрy. Б: Реацтионс анд Сyнтхесис (5тх изд.). Неw Yорк: Спрингер. стр. 437—439. ИСБН 978-0-387-44899-2.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]