Birch-reductie

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie
Ga naar: navigatie, zoeken

De Birch-reductie is een organische redoxreactie waarin een aromatische ring wordt gereduceerd tot een 1,4-cyclohexadieenderivaat, met behulp van een alcohol en lithium, kalium of natrium opgelost in vloeibare ammoniak of (op laboratoriumschaal meer praktisch) in een amine met een kookpunt net boven kamertemperatuur:

BirchReductionScheme.svg

Deze dearomatisering werd in de jaren '40 van de 20e eeuw beschreven door de Australische scheikundige Arthur Birch in een reeks artikelen met als titel Reduction by dissolving metals.[1]

De Birch-reductie wordt onder meer gebruikt tijdens de synthese van steroïden.[2]

Reactiemechanisme[bewerken]

In de oplossing van het metaal in ammoniak bevinden zich gesolvateerde elektronen. De LUMO (Lowest Unoccupied Molecular Orbital) van de aromatische verbinding neemt een elektron op uit de oplossing, waardoor een fenyl-radicaal-anion ontstaat. Dit ondergaat een protonering door het alcohol. Door opname van een tweede elektron uit de oplossing ontstaat een carbanion, dat door additie van een tweede proton (afkomstig van het alcohol) reageert tot het eindproduct.

Reactiemechanisme

Regioselectiviteit[bewerken]

De Birch-reductie is regioselectief: de dubbele bindingen liggen steeds tegenover elkaar in de ring. Daarnaast is de positie van de dubbele bindingen ten opzichte van bepaalde substituenten verschillend. Zo is de Birch-reductie van anisol (1) of benzoëzuur (2) merkbaar verschillend:

(1) Birch-Anisole.png
(2) Birch-Benzoic.gif

De reden hiervoor ligt in het feit dat bij anisol de methoxygroep een elektronenstuwende groep is, terwijl de carboxylgroep in benzoëzuur duidelijk elektronenzuigend is. Dat heeft een invloed op de gevormde intermediairen en bepaalt uiteindelijk de ligging van de dubbele bindingen.

Bronnen, noten en/of referenties
  1. (en) A.J. Birch, J. Chem. Soc. 1944, p. 430; 1945, p. 809; 1946, p. 593; 1947, p. 102 en 1642; 1949, p. 2531
  2. Voorbeeld: U.S. Patent 4122080, "Process for producing 17-acetals of 3-alkoxyestra-2,5(10)-dien-17-ones" van 24 oktober 1978 aan Mitsubishi Chemical Industries Ltd.