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Modification of Wolff-Kishner Reduction by Huang Minlon
简介
黄鸣龙改良的Kishner-Wolff还原法简称黄鸣龙还原法，是以我国科学家的名字命名的重要的有机反应的首例，已写入各国有机化学的教科书和有机反应专书中，在国际上广为应用。
使羰基化合物的腙 (Hydrazone)、嗪(Azine)或缩氨基脲 (Semicarbazone)转变成相应的亚甲基化合物，在1911年及1912年几乎同时被H. Staudinger、O.Kupfer、N.Kishner (开西纳)和 (沃尔夫) L. Wolff所发现。按照H. Staudinger及O. Kupfer的方法，系把羰基物质的腙或嗪，在有水合肼的存在下，减压加热若干时，即得相应的亚甲基化合物，但得量甚低。或者不做成上述衍生物，而直接用羰基化合物与过量的水合肼在减压下大约200℃加热若干时，亦得相同的结果。Kishner还原法是将羰基化合物的腙与固体氢氧化钾干燥地加热，或者将腙与氢氧化钾加少许铂粉一同干馏，但化合物容易破坏，得量往往极劣。Wolff还原法则将羰基物的缩氨基脲或腙与乙氧钠一起放在封管内加热(温度在180℃左右)若干时，或者不先做成上述衍生物而直接把羰基化合物与水合肼以及乙氧钠同在封管中加热。
Wolff的方法为以后各国的有机化学家所采用，并以Wolff-Kishner来命名。其实此种还原法Kishner比Wolff约早半年发现。虽然Wolff改变了实验步骤，但反应原则未变，仍系腙的分解，因此如果要以两个人名来命名的话，则似乎应称为Kishner-Wolff还原法较为妥当。
Kishner-Wolff还原法(K-W法)的最大缺点，就是操作麻烦，要用封管，要用价值较贵并且大量应用甚为危险的金属钠，又需要难于制备因而甚贵的无水水合肼，还有在应用此法还原时，只要有极少量的水分存在，往往不可避免地引起以下两种副反应： ①嗪类的形成。在反应进行中，所用的腙部分被少量的水分 (羰基与水合肼反应时所产生的水) 水解，所产生的酮或醛与未水解的腙作用而成嗪。②醇类的形成。在反应进行中，由水解产生的酮或醛被乙氧钠还原而得仲醇或者伯醇。因此在应用此法时，在还原产物中，往往杂有嗪类及醇类。当然如果所用的试剂绝对干燥或者在反应前加入适量的水合肼，则上述副作用可以减少。
在有机化合物的合成中以及在结构的测定上，常常用到此种还原法，所以对于此法实有改良的必要。自1935年以来，各国已有不少化学家从事此种改良工作的研究。其目的均希望应用高沸溶剂来达到腙分解所需要的温度，因而可以避免应用封管。所有的改良法中以我国有机化学家黄鸣龙所作的改良最为成功，已在国际上广为应用，化学杂志上多称之为黄鸣龙还原法。
γ-(p-苯甲氧基苯基)丁酸是合成抗疟药萘醌的原料，此物可从β-(p-苯甲氧基苯甲酰基)丙酸，经Clemensen还原而得，不过产率仅54%，黄鸣龙试图用Soffer改良的Kishn-er-Wolff步骤来提高产率。Soffer改良的方法是用过量的三缩乙二醇为溶剂，10 mol金属钠和无水水合肼回流100 h。当时黄鸣龙因事外出，实验请人代管，未料回来时见到连结烧瓶和冷凝管的软木塞已开始皱缩，瓶内溶剂已大部分蒸发，内含物的颜色已经变得很深，但他并不灰心，继续进行处理。结果产率出乎意料的好，产率竟有90%。在他的实验记录上写着“Yieldexcellent，experimentbad”。用磨口玻璃仪器重复试验产率仅48%。用100%水合肼、更多金属钠和三缩乙二醇长时间回流，但烧瓶不开口产率也只48%。当时他判断或许由于水的逸去而使反应温度升高和使腙得到充分的分解因而提高了产率。
据此，他设想可以用NaOH或KOH代替金属钠，可以用85%水合肼代替无水水合肼，试验结果获得了成功。用此既简单又经济的方法，在500 g批量还原酮时，得率可达95%。
黄鸣龙还原法只要将酮类或醛类与氢氧化钾或氢氧化钠、85% (有时可用50%) 水合肼及二缩乙二醇(Diethylene glycol)或三缩乙二醇(Triethylene glycol)同置于圆底烧瓶中，回流一小时，移去冷凝管，继续加热，直至溶液温度上升到190℃～200℃，然后再插上冷凝管，保持此温度，继续加热2～3小时，冷后用水稀释，还原物如为中性，可用乙醚提取或滤过，如为碱性，则用稀酸中和。由此可知此法操作手续非常简便： 可以不用封管;可用价廉易得的85%或50%的水合肼代替贵而难得的100%的水合肼;可用氢氧化钾和氢氧化钠代替在大量应用时贵而危险的金属钠。
如果某些对碱敏感的羰基化合物，如醛类、酮酸类、双酮类以及在羰基邻近有手性的化合物，在还原时可先不加入氢氧化钾而将还原物与二缩乙二醇及85%水合肼回流约一小时(先成腙的衍生物)，冷后加入固体氢氧化钾，然后加热去水，直至溶液温度上升至190℃～200℃;或者冷后，从冷凝管上端加入氢氧化钾的浓溶液，再继续加热去水，直至溶液温度上升至190℃～200℃，以后操作同前。
在应用上述手续还原时，若被还原的物质和还原后的生成物沸点低于190℃～200℃，则在蒸去水分时物质亦随之逸去，故必须要用分液管(take off adapter)。这样，就在蒸发水分时，不除去冷凝管，而在冷凝管与烧瓶间装一分液管，借以除去水分。溶剂的用量 (即二缩乙二醇或三缩乙二醇的用量)，随羰基化合物或其腙衍生物的溶解度而定。只要使混合物在加热过程中成澄清或几乎澄清即可。如果某些羰基物质在高沸溶剂中的溶解度不大，可先使该物溶于少量的乙醇中，然后加入上述溶剂以及其他试剂。
氢氧化钾或氢氧化钠的用量，一般使碱溶解于溶剂中成10%的浓度即可。至于85%或50%的水合肼用量，一般均用过量，大概为还原物的3～4当量。对某些不稳定或者甚难提纯的羰基物质，例如α-萘醛，可先成腙或半缩氨基脲的衍生物，再行还原。此种还原法因在强碱和在较高温度下反应，故难免有酯类的水解以及醚类的裂解。
由于此法已在有机合成上广被应用，故国内外有机合成工作者已还原了成千上万的各种类型羰基化合物，极大多数结果都见诸于文献。
这个改良法与原来的(Kishner-Wolff还原) 相比具有许多优点，即简便，经济，安全;产率高，副产物少并合乎大量应用要求。故国际上已均称之谓黄鸣龙还原法。