化学における還元反応の概要

化学における還元（かんげん、英: reduction）とは、物質が電子を受け取る、あるいは酸化数が減少する化学反応を指します。歴史的には、物質から酸素が奪われる反応や、水素と化合する反応として定義されてきました。還元反応は、酸化反応と対をなすプロセスであり、これらを総称して酸化還元反応と呼びます。反応において相手の物質を還元する役割を担う物質を還元剤と呼びます。

有機化学における還元

有機合成化学において、還元反応は官能基の変換に不可欠な手法です。主な手法には以下のようなものがあります。

水素化（水素添加）

水素ガスを還元剤として用いる反応で、通常は触媒を必要とします。不均一系水素化では、パラジウム、白金、ニッケルなどの金属触媒が用いられ、二重結合や三重結合の飽和、あるいは官能基の変換が行われます。均一系では遷移金属錯体が利用されます。

ヒドリド還元

金属水素化物やその錯化合物を用いて還元を行う手法です。水素化ホウ素ナトリウム（NaBH4）や水素化アルミニウムリチウム（LiAlH4）などが代表的な試薬であり、カルボニル基のアルコールへの還元などに広く用いられます。

金属を用いた還元

単体の金属を還元剤として利用する手法です。カルボニル基をメチレン基へ還元するクレメンゼン還元や、液体アンモニア中でアルカリ金属を用いるバーチ還元などが知られています。

金属精錬における還元

工業的な金属精錬において、鉱石中の金属酸化物から単体金属を取り出すために還元反応が利用されます。例えば、溶鉱炉内で炭素を用いて酸化鉄を還元し、鉄を得るプロセスが代表的です。酸化されやすい金属の場合は、溶融塩電解などの手法が用いられます。

生体における還元

生体内でも酵素による還元反応が絶えず進行しています。これらの反応では、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（NAD）やフラビンアデニンジヌクレオチド（FAD）などが水素供与体として重要な役割を果たしています。