还原消除是金属有机化学中的一个基本反应，是许多催化过程中的产物形成步骤。其中金属中心的氧化态降低，同时在两个配体之间形成一个新的共价键。微观上看，是氧化加成的逆过程，由于氧化加成和还原消除是逆向反应，这两种过程都适用于相同的机理，产物平衡取决于两个方向的热力学。

还原消除通常在较高的氧化态中看到，可能涉及单个金属中心（单核）的双电子变化或双金属中心（双核）每个中心的单电子变化（图1）。

图1 单核过程和双核过程

对于单核还原消除，金属的氧化态降低了2，而金属的d电子增加2。该途径在d⁸金属Ni（Ⅱ）、Pd（Ⅱ）、Au（Ⅲ）和d⁶金属Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅳ）、Ir（Ⅲ）和Rh（Ⅲ）中很常见。此外，单核还原消除要求被消除的基团必须在金属中心上采取顺式构型（图2）。

图2 单核还原消除要求离去基团顺式构型

对于双核还原消除（图3），每个金属中心的氧化态减少1，而金属的d电子增加1。这种类型的反应通常出现在第一副族金属上，其更倾向于氧化态一个单位的变化，但在第二和第三副族金属中都有观察到。

图3 双核还原消除

配合物的几何构型对还原消除率的影响很大。在八面体配合物中，还原消除的速率通常很慢，因为还原消除只能通过解离机理进行。即配体必须首先解离形成一个五配位配合物，此时配合物为扭曲的三角双锥结构，且将被消除的两组联系紧密。消除发生后，生成T形三配位配合物，然后再与配体结合，生成平面四配位配合物（图4）。

图4 八面体配合物还原消除的解离机理

平面四方配合物的还原消除可以通过多种机理进行：解离、非解离和缔合（图5）。与八面体配合物类似，平面四方配合物的解离机理由一个配体的解离开始，产生一个三配位中间体，经过还原消除，生成一个单配位金属配合物。对于非解离途径，还原消除直接生成一个双配位配合物。但如果消除配体为反式构型，配合物必须先进行反式到顺式的异构化才能进行消除。在缔合机制中，四配位配合物先发生配位，生成一个五配位配合物，该配合物再以八面体配合物解离机理进行还原消除。

图5 平面四方配合物的还原消除机理

还原消除对很多因素都很敏感：金属结构和电子密度、空间位阻、配体种类、配位数等。此外，由于还原消除和氧化加成是逆向反应，任何提高还原消除速率的因素也会降低氧化加成速率。

第一副族金属配合物往往比第二副族金属配合物的还原消除速率快，后者往往比第三副族金属配合物快。这是由于键合强度的不同，第一副族配合物中的配位键比第三副族配合物中的配位键要弱。此外，缺电子金属中心一般比富电子金属中心还原消除速率快，因为还原消除后金属的氧化态会降低，而缺电子金属中心获得电子的倾向更强（图6）。

图6 电子密度对还原消除速率的影响

还原消除通常在空间位阻大的金属中心发生得更快，因为空间位阻在还原消除后可以得到减轻（图7）。

图7 空间位阻对还原消除速率的影响

配体种类对还原消除动力学的影响很难预测，但由于过渡态轨道重叠的影响，涉及氢化物的反应一般都很快（图8）。

图8 配体种类对还原消除速率的影响

三配位或五配位配合物比四配位或六配位的还原消除速度更快。对于偶配位数配合物，还原消除会产生一个反键轨道中间体。而奇配位数配合物发生还原消除时，得到的中间体占据非键轨道。因此偶配位数配合物形成中间体需要的能量更高。

还原消除反应在学术界和工业界都得到广泛应用，如孟山都（Monsanto）乙酸工艺、氢甲酰化、交叉偶联反应等。在许多催化过程中，还原消除是产物形成和催化剂再生的关键步骤。