還原(化學反應)

還原(reduction)，是指無機物分子中的原子、離子增加負電荷（或減少化合價）；或者有機物分子中增加氫原子、減少氧原子的反應過程。前者又稱氧化－還原反應；後者可分為加氫還原(即加氫)和化學還原兩大類。

基本介紹

• 中文名：還原
• 外文名：reduction
• 類型：化學反應
• 學科：化學
• 還原劑：鐵粉等五種

定義

無機物分子中的原子、離子增加負電荷（即減少化合價）；或者有機物分子中增加氫原子、減少氧原子的反應過程。

還原劑

鐵粉

鐵粉是弱還原劑，在含有鹽類電解質（亞鐵鹽、氯化銨等）的水介質中，可使硝基、亞硝基還原為氨基，而鹵素、羰基、烯基等不被還原。鐵粉還原廣泛用於從芳香族硝基化合物制芳伯胺：

4Ar—NO₂+9Fe+4H₂O─→4Ar—NH₂+3Fe₃O₄

鐵粉還原雖然工藝簡單，但生成含胺廢鐵泥和含胺廢水，需要處理。

鋅粉

在酸性介質中，鋅粉是強還原劑，可用於還原硝基、亞硝基、氰基、羰基等多種官能團。但鋅粉價格較貴,其使用受到限制。工業上用於從2-甲基-1,4-萘醌制維生素K4等過程：

在強鹼性介質中，鋅粉可使芳香族硝基化合物還原為氫化偶氮化合物。後者在強酸性介質中可發生分子重排，生成聯苯胺系化合物。聯苯胺有致癌作用，已停止生產。但3，3′-二氯聯苯胺未發現有致癌作用，故仍在以鄰硝基氯苯為原料繼續生產。

硫化鹼

包括硫化鈉、多硫化鈉和硫氫化鈉等，是溫和還原劑，主要用於使芳香族硝基化合物還原為芳伯胺。

4Ar—NO₂+6Na₂S+7H₂O→4Ar—NH₂+3Na₂O₃+6NaOH

硫化鹼還原劑的另一特點是可以使多硝基化合物部分還原，如間二硝基苯部分還原，可得間硝基苯胺，還可使硝基偶氮化合物部分還原為氨基偶氮化合物。

連二亞硫酸鈉俗稱保險粉，是在鹼性介質中使用的強還原劑，但價格較貴，主要用於染色，將還原染料還原為隱色體等。

亞硫酸氫鈉 　是一種溫和還原劑，主要用於將芳伯胺的重氮鹽，還原為芳肼等過程。

從反應步驟來看，它實際上是磺化-水解過 程。

亞硫酸氫鈉還原芳肼

在精細化工中用到的其他化學還原劑還有錫、氯化亞錫、水合肼、甲酸、甲脒亞磺酸、甲酸- 叔胺加合物以及鹼金屬陽離子與硼（或鋁）復氫陰離子形成的復氫化合物。

套用

應加氫常常要用催化劑並在壓力下進行,對設備和安全技術要求較高。因此,儘管它經濟合理、三廢少，但對於許多小批量生產的精細化工來說，為了簡化工藝，提高選擇性，常使用各種化學還原法。除了用鐵粉還原以外，其他化學還原都可在一般的反應器內進行。鐵粉還原要用具有耐酸磚襯裡的平底鋼鍋，內裝有耙式攪拌器。攪拌器是用耐腐蝕和耐磨損的矽鐵或球墨鑄鐵製成的。

還原反應在工業鍋爐生產，真空提取金屬，化學反應合成中都有廣泛的套用。