芳香化合物的反應
硝基還原(nitro group reduction)
硝基還原是把芳香硝基(-NO2)變成胺基(-NH2)這一簡單卻極有用的步驟。單看它只是一次官能團轉化,但它是芳香合成中最重要那個妙招的後半段:由於你無法靠 EAS 直接裝上 -NH2,你先硝化環、再還原,於是你想要的胺就出來了。
這個轉化是一個六電子還原,有好幾套試劑配方能做到。經典選擇是酸中的金屬——錫(Sn)或鐵(Fe)配鹽酸——或催化氫化(H2 加鈀或鉑催化劑)。它們都向氮輸送氫和電子,剝去它的氧,留下胺基:C6H5-NO2 + 還原 -> C6H5-NH2。環不受影響;只有取代基改變。偏愛較溫和方法(如 Sn/HCl 或 Fe/HCl)的一個實際理由是選擇性——徹底的催化氫化可能也會還原其他可還原的基團(比如一個 C=C 雙鍵),而那或許是你想保留的。
其回報是,這打開了芳香胺以及它們下游一切的整個世界。你製得的苯胺可以被醯基化、烷基化,或——最強有力地——被轉化為重氮鹽,而重氮鹽是那扇萬能之門:從重氮鹽出發,你可以把氮換成 -OH、-Cl、-Br、-CN、-H 或一個芳基,或把它偶聯起來製成偶氮染料。所以「先硝化、再還原、再重氮化」是一個反覆出現的三步組合,讓化學家在環上放置那些任何直接反應都絕無法裝上的基團。
硝基苯 + Sn / HCl(或 H2 加 Pd 催化劑)-> 苯胺(C6H5-NH2)。結合前面的硝化步驟,這就是「苯 -> 硝基苯 -> 苯胺」的標準兩步路線。
先硝化裝上 -NO2,再把它還原成 -NH2——那個你無法直接裝上的胺。
還原本身很少是目的——它是從易於裝上的硝基通往胺的橋梁,而胺隨後變成重氮鹽,那才是換上 -OH、鹵素、-CN、-H 或製造偶氮染料的真正門戶。若還有其他可還原基團必須保留,就選一種溫和的還原劑。
又稱
另見