Wolff-Kishner Reduction

 반응의 본질
 Carbonyl group이 있는 화합물을 hydrazone의 분해로 alkane을 얻을 수 있다.

 개발의 역사
 Wolff와 Kishner는 각각 독립적으로 연구해 carbonyl group을 methylene으로 바꾸는 비슷한 방법을 개발했다.
 Kishner는 platinized porous plte에서 hydrazone을 넣고 뜨거운 KOH를 부어 alkane을 얻었다

 Wolff의 방법은 hydrazone 또는 semicarbazone을 sodium ethoxide와 함께 150℃ 이상의 밀봉된 관에 넣고 반응시켰다. 이 방법은 camphor나 furfural을 비롯한 다양한 aldehyde와 ketone을 환원시킬 수 있었다.

 이 반응은 Clemmensen reduction과 더불어 많이 쓰이는데, Clemmensen reduction은 산에 약한 화합물을 쓸 수 없기 때문이다. Mueller는 Wolff-Kishner Reduction과 Clemmensen reduction을 각각 중간 크기 고리를 가지는 ketone을 환원시켰을 때 Wolff-Kishner Reduction이 더 순수한 cycloalkane의 수득률이 더 높다는 것을 알아냈다. 

 Wolff-Kishner Reduction의 수득률은 60% 이상이고 80%이상도 빈번하게 나타나 높은 편이다. 수득률이 적을 때는 반응 조건이 약간 바뀌었을 때 종종 발생한다.

[vanilline → 4-methyl guaiacol]

 Mechanism
 Szmant는 반응에서 염기의 기능이 hydrazone의 양성자를 뺏어가 음이온을 형성한다고 제안했고 최근의 연구는 수소의 이동이 용매 분자에 의해서도 일어나는 것을 암시하고 있다.

 일반적인 반응 조건
 Kishner와 Wolff의 초기 반응 조건은 매우 높은 반응온도와 이 높은 온도를 오래 지속시켜야해서 바람직하지 못했다. 여전히 몇몇 환원은 이런 반응 조건에서 진행되지만, Huang-Minlon이 개발한 더 좋은 조건에서 반응시키는 것이 일반적이 되었다.

 이 방법은 염기를 사용하기 전에 hydrazone을 없애야하는 필요성을 예방해주었다. Carbonyl 화합물을 85%의 hydrazine hydrate가 있는 diethylene glycol과 2~3당량의 KOH를 reflux시킨다. 1시간 후에 물과 과량의 hydrazine은 190~200℃가 될 때까지 증류시킨다. Reflux를 이 온도에서 3~4시간동안 지속시키면 hydrazone이 분해된다. 차갑게 시키면서 생성물에 산을 넣고 bezene이나 ether로 추출한다.

 Huang-Minlon의 방법으로 undecanedoic acid를 90%의 수득률로 얻을 수 있다.

비슷한 방법으로 glycol이 있는 triethanolamine을 용매로 사용하면 Docosanedioic acid, HOOC(CH₂)₂₀COOH 를 만들 수 있다. 


 응용
 Kishner는 β-ionone을 hydrazone을 사용해 ionane을 만들었다.

[β-ionone → ionane]

 Wolff-Kishner Reduction은 스테로이드steroid와 같이 분자량이 큰 carbonyl 화합물에서 쓰인다. 7-methoxy-1,2-cyclopentenophenanthrene을 만드려면 Estrone(Oestrone)을 환원시키는 것부터 한다.