Присоединение водорода к кратным связям молекулы органического соединения и удаление атома кислорода, его замещении на водород называется реакцией восстановления. Восстановление - это составляющая общей окислительно-восстановительной реакции
, поэтому необходимо изучить общие положения относительно таких реакций, которые изложены в разделе 5.7 Окисление . Процессы восстановления органических соединений проходят в результате реакций замещения, присоединения и элиминирования [65 - 69].
Замещение кислорода или других атомов на атом водорода:
или одновременное присоединение водорода и замещения атома кислорода в случае α, β-епоксикетонив (реакция Уортона):
Рассмотрим некоторые конкретные примеры реакции восстановления. Гидрирование (гидрогенизация) алкенов в большинстве случаев происходит при действии катализаторов платиновой группы (Pt, Pd, Ni). В зависимости от условий проведения реакция может происходить по механизму радикального (AR) или электрофильного (АЭ) присоединения:
Реакция гидрирования алкинов (присоединение водорода) проходит в присутствии катализаторов стереоселективно с образованием продуктов цис-и транс-присоединения:
Реакция гидрирования для аренов малохарактерны и требует более жестких условий, чем в случае алкенов и алкинов.
Реакция происходит до полного насыщения ароматического ядра и образования циклогексана, поэтому остановить ее на стадии частичного гидрирования невозможно.
Восстановление альдегидов и кетонов. Каталитическое гидрирование можно проводить при различных условиях, получая первичные или вторичные спирты:
Реакции восстановления алифатических и ароматических карбоновых кислот происходят трудно. Но под действием литий тетрагидроалюминату LiAlH4 они довольно легко восстанавливаются до соответствующих спиртов:
Реакция восстановления нитроаренив зависит от рН среды и природы восстановителя. В нейтральном и кислой среде (восстановители Fe HCl; Sn HCl; Sn) реакция происходит по схеме: