概要
羰基化合物被金屬氫化物還原生成醇。已知有各種各樣的強(qiáng)度性質(zhì)不同的還原劑。以容易得到，使用方便等實用性來考量，最多被使用的有以下還原劑。
種類
| 硼氫化鈉 NaBH4 (Sodium Borohydride) |
| 最常用的一種還原劑，對水分穩(wěn)定，空氣中也能使用，最適合工業(yè)生產(chǎn)。溶解性是它的一大問題，通常用甲醇或乙醇作溶劑。酯，酰胺，羧酸不能被還原，但是酯的羰基α位若被雜原子取代的情況下是例外（可能是由于相鄰的定位作用）。對于α，β-不飽和羰基化合物，優(yōu)先發(fā)生1,4-還原，加入鈰鹽的情況下則會優(yōu)先發(fā)生1,2-還原（luche還原）。 |
| 氫化鋁鋰 LiAlH4 (Lithium Alminium Hydride; LAH) |
| 相當(dāng)強(qiáng)的還原劑。還原酮，醛不在話下，羧酸和酯也能被還原到對應(yīng)的醇。腈和酰胺也能被還原，得到胺。鹵化物和砜也能被還原，它們原位置上變成氫。它也能使能使環(huán)氧化合物發(fā)生開環(huán)反應(yīng)。反應(yīng)一般用到本身不與氫化鋁鋰發(fā)生反應(yīng)同時有良好的溶解性的THF，乙醚等溶劑。氫化鋁鋰會與水或質(zhì)子溶劑發(fā)生劇烈反應(yīng)，放出氫氣。由于反應(yīng)劇烈和容易飛散，不可避免發(fā)生火災(zāi)。取用時要十分的注意。 |
| 二異丁基氫化鋁 (i-Bu)2AlH (Diisobutyl Alminium Hydride; DIBAL) |
| 因為鋁原子存在空軌道因此二異丁基氫化鋁具有路易斯酸性。因此類似于二異丁基氫化鋁這類的ate配位的還原劑常常表現(xiàn)出一些特殊的反應(yīng)性。腈能被還原到亞胺，然后通過水解最終得到醛。因此腈可以等同看做醛?？s醛能被還原成醚。例如，用DIBAL與亞芐基縮醛反應(yīng)會得到芐基的醚（參考PMB保護(hù)）。另外，在低溫條件下進(jìn)行反應(yīng)的話，部分情況酯能被還原成醛，這一般不易達(dá)到。一般用兩個摩爾當(dāng)量以上的DIBAL先還原到醇之后，再氧化回到醛，要花去很多步驟。而近些年，含有DIBAL的ate型還原劑表現(xiàn)出了這樣的部分還原的效果。加入n-BuLi得到的ate型還原劑LiAlH(i-Bu)2(n-Bu)，能作為一種非常強(qiáng)的還原劑使用。 |
| 氰基硼氫化鈉 NaBH3CN (Sodium Cyanoborohydride) |
| 雖然比硼氫化鈉的還原性要弱、但大約在pH3的酸性環(huán)境下也能保持穩(wěn)定是它的一大特點。因此，它經(jīng)常被用作酸性環(huán)境下還原亞胺陽離子。(Borch還原胺化) |
| 硼氫化鋰 (Lithium Borohydride) |
| 比硼氫化鈉的還原性還要強(qiáng)以至于它能把酯還原到醇。市面有售，也可以通過氯化鋰和硼氫化鈉制備得到。 |
| 三乙基硼氫化鋰 LiBHEt3(Lithium Triethylborohydride: Super-Hydride) |
| 具有非常強(qiáng)的親核性的氫源，市售的三乙基硼氫化鋰都標(biāo)注著Super-Hydride的字樣。被用于鹵化物，磺?；衔锏倪€原反應(yīng)。 |
| 硼氫化配體 BH3?L (Borane Complex) |
| 常見的有二甲基硫化硼烷，THF硼烷，均市面有售。比有毒氣體的二硼烷要方便使用，作為效果等同于硼烷的還原劑被使用。在酮和羧酸之間選擇性還原后者。有雙鍵的情況下會同時發(fā)生加成反應(yīng)，要注意這一點。 |
| 三乙基硅烷 Et3SiH (Triethylsilane) |
| 一般還原反應(yīng)都是在堿性環(huán)境下進(jìn)行，三乙基硅烷能在TFA等酸性環(huán)境下做還原劑使用是它最大的特點。能被用于縮醛的還原，或是糖類的端位烷氧基的消去等。另外，與過渡金屬催化劑一起使用可以做硅氫斷裂加成。 |
| 二甲氧基乙氧基氫化鋁 (Sodium Bis(2-methoxyethoxy)Alminium Hydride; Red-Al) |
| 有和氫化鋁鋰一樣的還原性。不容易起火，適用于大量反應(yīng)。 |
以下是常用的有選擇性的，不單單只是還原反應(yīng)的試劑。
| 硼氫化鎳 Ni(BH4)2 (Nickel Borite) |
| 體系中由NiCl2+NaBH4 得到。氰基和硝基等可以被還原。 |
| 三乙酰基硼氫化鈉 NaBH(OAc)3 (Sodium Tri(acetoxy)borohydride) |
一般酸性條件下穩(wěn)定，和NaBH3CN一樣被用于還原胺化反應(yīng)。另外，β位有未保護(hù)的甲氧基的情況，立體選擇性還原得到anti-1,3-二醇。
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| 硼氫化鋅 Zn(BH4)2(Zinc Borohydride) |
利用鋅的螯合能，能發(fā)生syn-非對映選擇性還原(下図)。常與NaBH(OAc)3 一起使用。  |
| 三異丁基硼氫化鋰 LiBH(s-Bu)3 (Lithium Tri(sec-butyl)borohydride; L-Selectride) 三異丁基硼氫化鉀 KBH(s-Bu)3(Potassium Tri(sec-butyl)borohydride; K-Selectride) |
| 強(qiáng)高位阻還原劑、有位阻的部位不發(fā)生反應(yīng)。 |
| Schwartz試劑 Cp2ZrHCl |
| 能與炔或烯發(fā)生加成反應(yīng)，生成的有機(jī)鋯試劑能進(jìn)一步用作偶聯(lián)反應(yīng)。對硼氫化反應(yīng)較慢的炔而言可作為有效的催化劑。 |
| Stryker試劑 [(Ph3P)CuH]6 |
| 對于α,β-不飽和羰基化合物，能夠優(yōu)先發(fā)生1,4-還原反應(yīng)。與手性的雙齒配體一起使用能催化不對稱還原。 |
| 三丁基氫化錫 (n-Bu)3SnH (Tributyl tinhydride) |
| 通常在有自由基引發(fā)劑的條件下、用于氫自由基還原。在Pd之類的過渡金屬催化劑存在下，經(jīng)過金屬交換發(fā)生氫金屬化、能得到另一種金屬氫化物的中間體。 |
基本文獻(xiàn)
反應(yīng)機(jī)理
反應(yīng)實例
蘋果酸乙酯的位置選擇性還原[1]
用Me4NHB(OAc)3非對映選擇性還原[2]:比NaHB(OAc)3選擇性更好。
鎳的Boc保護(hù)胺的第一步變換[3a]：路易斯酸＋NaBH4的組合、硝基/疊氮化物/亞胺都可以被還原到胺。[3b-d]
實驗步驟
實驗技巧
參考文獻(xiàn)
[1] Saito, S. et al. Tetrahedron 1992, 48, 4067. doi:10.1016/S0040-4020(01)92187-8
[2] Evans, D. A.; Chapman, K. T.; Carreira, E. M. J. Am. Chem. Soc. 1988, 110, 3560. DOI:10.1021/ja00219a035
[3] (a) Caddick, S.; Judd, D. B.; Lewis, A. K. de K.; Reich, M. T.; Williams, M. R. V. Tetrahedron 2003,59, 5417. doi:10.1016/S0040-4020(03)00858-5 (b) Chary, K. P.; Ram, S. R.; Iyengar, D. S. Synlett2000, 683. DOI: 10.1055/s-2000-6614 (c) Cho, B. T.; Kang, S. K. Synlett 2004, 1484. DOI: 10.1055/s-2004-829066 (d) Fringuelli, F.; Pizzo, F.; Vaccaro, L. Synthesis 2000, 646. DOI: 10.1055/s-2000-6389
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