常用還原劑——鐵（Fe）

【英文名稱】 lron

【分子式】 Fe

【分子量】 55.84

【CAS號】7439-89-6

【縮寫和別名】鐵粉

【物理性質】金屬固體，mp 1535 ℃，bp 2750 ℃，d 7.86 g/cm3，有好的延展性和導熱性，也能導電。

【制備和商品】國內外試劑公司均有銷售。

鐵是地殼中豐度最大的金屬元素之一，在人們的日常生活和工農業生產中具有重要的地位。同時，鐵是生命過程 不可或缺的元素，并參與人體的生物氧化還原 過程。在化學界，鐵及其化合物被認為是無毒、環境友好的典型。因此，近幾年鐵化學有了長足的發展。一方面，單質鐵 是一種最簡單的鐵試劑，常常作為還原劑 使用，零價的鐵可以還原 +3 價的鐵是一個典型的例子。另一方面，鐵逐漸用在一些新的反應類型中，例如：在一定的條件下，單質鐵和其它一些試劑組成的體系能起到格氏試劑 的作用。

使用鐵粉為還原劑，可將硝基芳香化合物中的硝基還原為氨基，值得注意的是：在該反應中使用濃酸并同時使用甲醇為反應溶劑會使反應的效果更好。當反應底物中官能團 較多時，反應的專一性仍然很好。

人們發現：用水替代甲醇和 HCI 作為介質，鐵粉仍然可以順利地將硝基芳香化合物轉變成為芳胺。但是，反應需要很高的溫度。

納米型的鐵粉顆粒具有很強的還原性，這種還原劑可以通過三氯化鐵 與三倍量的格氏試劑在 THF 中混合即可制得。這種催化劑價格便宜、環境友好、還原性極高，并且可以溶解在有機溶劑 里。de Vrics 等人用它來還原烯烴和炔烴取得了很好的效果。

鐵與酸組成的催化體系不僅表現出一定的還原性 ，同時還表現出一定的路易斯酸性。因此，該反應體系也經常應用在多步反應中。例如：它可以把硝基先還原為氨基，然后再與羰基 反應生成亞胺，該兩步反應可在“一鍋煮”條件下進行，這種方法在合成一些復雜配體時非常重要。

在鐵粉的作用下，羧酸類化合物可以轉化成為酮產物。在該反應過程中，羧酸 與鐵首先生成羧酸鐵中間體。然后在加熱的條件下發生脫羧反應 ，最終生成酮化合物。該方法為實現對稱酮化合物的合成提供了一有效的途徑。

單質鐵和液溴 組成的體系是經典的芳香化合物的溴代試劑。在反應過程中，鐵與溴首先生成三溴化鐵 。然后活化芳環 ，從而使溴與芳環發生親電取代反應。

在 D-A 反應中，單質鐵和其它一些金屬組成的多金屬催化體系常常有很好的催化效果，反應的區域選擇性 比普通條件下有明顯的提高。例如：苯基甲基乙炔與 2-甲基-1,3-二丁烯反應，產物中炔烴上的甲基與雙烯上苯基 主要以間位為主。

單質鐵和 NaF 體系的化學性質與和格氏試劑具有一定的相似性，可以促進鹵代烴對羰基的加成。這種方法比格氏試劑有很大的優點，反應條件溫和且產率較高，是一種很有應用價值的方法。

摘自：《現代有機合成試劑 ——還原反應試劑 》，胡躍飛主編。

相關反應