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Organic Chemistry Portal: Birch Reduction

Birch-Reduktion

Die Birch-Reduktion erlaubt die Synthese von 1,4-Dienen aus aromatischen Verbindungen.


Mechanismus

Flüssiger Ammoniak ist in der Lage, von Alkalimetallen Elektronen aufzunehmen, welche dann als solvatisierte Elektronen bezeichnet werden. Diese Elektronen reduzieren den Aromaten zum Carbanion. Der Alkohol dient als Protonenquelle, da Ammoniak zu wenig acide ist. Nach der Protonierung erfolgt eine erneute Reduktion.

Die Frage, weshalb nicht das 1,3-Dien gebildet wird, was durch Konjugation eigentlich stabiler ist, kann mit den Grenzstrukturen des Dienylcarbanions beantwortet werden:

Die Zahlen, welche die Anzahl Bindungen beschreiben, können gemittelt und mit dem 1,3 und 1,4-Dien verglichen werden:

Die Veränderung zum 1,3-Dien ist absolut grösser (2) als zum 1,4-Dien (4/3). Die Reaktion mit der kleinsten Verschiebung der Elektronenverteilung ist also bevorzugt!

Bei +I oder +M-Substituenten verbleibt der Substituent an einer Doppelbindung:

Die Reduktion von Benzoësäure ergibt 2,5-Cyclohexadiensäure:

Nur mit dem Aromaten konjugierte Doppelbindungen werden mitreduziert.

Wird in dieser Reaktion Lithium eingesetzt, so wird der Aromat nicht reduziert - sondern nur das konjugierte Olefin. Nicht konjugierte Doppelbindungen bleiben in der Birch-Reduktion unberührt.

Gruppen wie Halogen, Nitro und Carbonyle werden allgemein mitreduziert.