Ароматические системы гидрируются гораздо в более жестких условиях, чем двойные или тройные связи в алкенах и алкинах. Это обусловлено стабилизацией аренов за счет делокализации p-электронов на трех связывающих орбиталях бензола.
Гидрирование аренов над платиновым и никелевым катализаторах
Гидрирование бензола, его гомологов и производных осуществляется над платиновым (на угле и других носителях) или никелевым катализатором при 150-160$^\circ$ С.
Рисунок 1.
Ароматические углеводороды не должны содержать тиофена и его гомологов, отравляющих катализатор. Очистка производится длительным встряхиванием углеводородов с концентрированной серной кислотой, с которой тиофен легко реагируют, превращаясь в растворимые в воде сульфокислоты. Затем отмывают углеводородный слой (от серной кислоты и сульфокислот тиофена) водой, щелочью и снова водой, высушивают хлористым кальцием и перегоняют над натрием.
Этот процесс имеет практическое применение, потому что так же можно гидрировать и нафталин.
Рисунок 2.
Полученные углеводороды применяют как растворители, а также в качестве горючего для двигателей внутреннего сгорания. Гидрирование проводят в присутствии никелевого катализатора при нагревании выше 100$^\circ$С и давлении водорода 15 атм (при этом необходимо предварительно очистить нафталин перегонкой над поташом от серосодержащих примесей, отравляющих катализатор).
Различные производные бензола также превращаются при гидрировании над никелем при повышенной температуре и атмосферном или повышенном давлении в соответствующие производные циклогексана, например
Рисунок 3.
Гетероциклические системы ароматического характера (пиридин, пиррол и др.) можно исчерпывающе прогидрировать над платиной.
Рисунок 4.
Гидрирование производных бензола
Диалкилпроизводные бензола при гидрировании на $Rh/C$ или $Ru/C$ дают цис-изомеры, хотя в этом случае наблюдается цис-транс-изомериация:
Рисунок 5.
Гидрирование на никеле Ренея не отличается стереоселективностью. Так, например, транс-стильбен легко восстанавливается в присутствии платинового катализатора до 1,2-дифенилэтана, а анисовый альдегид гидрируется до п-метоксибензилового спирта:
Рисунок 6.
Конденсированные ароматические соединения гидрируются еще легче, чем производные бензола. Нафталин последовательно гидрируется до 1,2,3,4-тетрагидронафталина (тетралина) или до декагидронафталина (декалина) над $PtO_2$ катализатором; в уксусной кислоте или над никелем Ренея в спирте, где получается смесь цис- и транс- декалинов:
Рисунок 7.
Рисунок 8.
Рисунок 9.
Антрацен и фенантрен также гидрируются до тетрагидропроизводных.
Восстановление алюмогидридом лития
Алюмогидрид лития держат в плотно закрытых стаканах. Восстановление проводят в апротонных растворителях. Очень активный, сильный восстановитель. 1 моль алюмогидрида восстанавливает 4 моля альдегида.
Получение: $4LiH+AlCl_3=LiAlH_4+3LiCl$
Восстановление хинонов к аренам:
Рисунок 10.
Для восстановления сложных эфиров кислот до альдегидов используют алюмогидрид лития в тетрагидрофуране при низких температурах:
Рисунок 11.
Восстановление боргидридом натрия
Боргидрид натрия - мягкий и безопасный, обладает высокой селективностью к карбонильной группе.
Получение:
$4NaH + B(OCH_3) = 3CH_3ONa + NaBH_4$ (90%)
$4NaH + 2B_2O_3 = 3 NaBO_2 + NaBH_4$ (60%)
$4NaH + BF_3 = 3NaF + NaBH_4$ (80%)
Восстановление хинонов:
Рисунок 12.
