

芳香環通過堿金屬(Li, Na, K)液氨溶液在醇存在下進行1,4-位還原得到非共軛的環己二烯或其他不飽和雜環的反應被稱為Birch還原反應。
吡啶,吡咯和呋喃等雜環都可以在此條件下還原。當芳環上有取代基時,還原反應的區域選擇性和取代基的性質有關。普通烯烴在此反應條件下不受影響,但和芳環共軛的烯烴可能會被還原。另外α,β-不飽和羰基化合物,非端基炔和苯乙烯類化合物都可以被還原。此反應有一些應用限制:富電子的芳香雜環至少要有一個吸電子取代基才能發生反應,因此呋喃和噻吩類化合物如果沒有吸電子取代基則不能進行反應。
反應機理
堿金屬液氨溶液提供電子,芳環進行單電子轉移得到自由基陰離子,然后奪取醇的質子生成自由基,接著自由基在進行一次單電子轉移得到碳負離子,再奪取醇的一個質子得到產物。

當芳環上有取代基時,還原反應的區域選擇性和取代基的性質有關。如果是供電子取代基(EDG),反應速率比不取代芳環的反應速率慢,生成的產物的取代基部分沒有發生還原反應。當取代基是吸電子取代基(EWG)時,結果剛好相反。
給電子取代基:

吸電子取代基:

反應實例

Tetrahedron Lett. 1998, 39, 3075-3078

Chem. Commun. 2000, 465-466

J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 3811-3820

J. Org. Chem. 1997, 62, 1223-1229
Birch還原烷基化反應

Tetrahedron Lett. 2001, 42, 5841-5844

J. Org. Chem. 2013, 78, 83-92

J. Org. Chem. 2005, 70, 2054-2059

Chem. Eur. J. 2008, 14, 1552-1560
Arthur Birch (1915-1995),澳大利亞人,二戰期間在牛津大學的Robert Robinson實驗室發現了此反應。此反應在避孕藥(birth control pills) 等其他很多藥物的合成中起到至關重要的作用。
Birch, A. J. J. Chem. Soc. 1944, 430-436
參考文獻
一、Strategic Applications of Named Reactions in OrganicSynthesis, László Kürti and Barbara Czakó, Birch reduction, page 60-61.
二、Name Reactions (A Collection of Detailed Reaction Mechanisms), Jie Jack Li, Birch reduction,page 52-53.







