Восстановление алкоголятами алюминия (метод Меервейна-Понндорфа-Верлея)

Алкоголяты алюминия восстанавливаютароматические и алифатическиекарбонильные соединения в соответствующие спирты,не затрагивая другие функциональные группы (С=С связи, в том числе и сопряженные с карбонильной группой, нитрогруппы и атомы галогенов).

В отличие от алкоголятов натрия связь между Аlи OR имеет выраженный ковалентный характер, поэтому алкоголяты алюминия являются слабыми основаниями и в незначительной степени катализируют альдольную конденсацию. Вследствие этого, а также из-за относительно большой способности к хелатообразованию алкоголяты алюминия особенно пригодны для восстановления по Меервейну-Понндорфу-Верлею.

Являясь кислотой Льюиса, алюминий в молекуле алкоголята образует комплекс с карбонильной группой и повышает ее электрофильную активность. Одновременно комплексно связанный атом алюминия вызывает сдвиг электронов в исходящих от него связях. Вследствие этого α-водородный атом алкоголята с электронной парой переносится к электронодефицитному карбонильному атому углерода:

Схема реакции:

Восстановление идет за счет спиртового радикала алкоголята, который окисляется до карбонильного соединения. Образовавшийся новый алкоголят алюминия может подвергаться алкоголизу под действием растворителя, благодаря чему регенерируется изопропилат алюминия. Поэтому алкоголяты выполняют в основном ролькатализатора. Однако лучшие результаты получаются при применении алкоголята в количествах 1 и более моль на моль субстрата.

Для восстановления обычно используют изопропилат алюминияв изопропиловом спирте; реже — этилат алюминия в этиловом спирте (для восстановления альдегидов). Восстановительные свойства у алкоголятов вторичных спиртов выражены значительно сильнее, чем у первичных. Кроме того, они менее склонны к побочным реакциям.

Альдегиды восстанавливаются значительнолегче, чемкетоныиз-за меньшего влияния пространственного фактора и большей электрофильности карбонильного атома углерода. Такие альдегиды как, например, фурфурол, восстанавливаются при комнатной температуре.

Процессвосстановления алкоголятами алюминияобратимый, поэтому обычно его проводят при нагревании с отгонкой образующегося карбонильного соединения, что способствует образованию целевого продукта. В связи с этим чаще всего в качестве восстановителя используют изопропиловый спирт, так как ацетон является самым летучим компонентом системы.

Полученный спирт выделяют, обрабатывая образовавшийся алкоголят алюминия разбавленной серной кислотой.Выходыпродуктов обычно составляют 80—95 %.

Продолжительность реакции сильно зависит от природы субстрата. При слишком большой длительности процесса можно поднятьтемпературуреакции, используя растворитель с более высокой температурой кипения (однако скорость побочных реакций увеличивается в большей степени, чем основной), добавить к реакционной смесиникель Ренея илихлорид алюминии, при этом через реакционную массу пропускают азот или водород.

Восстановление по Меервейну-Понндорфу-Верлею используется при синтезе левомицетина, мезатона, фетанолаи ряда других препаратов: