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四种常用还原剂的还原性比较及应用

 令狐夜奔 2022-05-11 发布于江苏省

一.还原性比较

氰基硼氢化钠(NaBH3CN)<硼氢化钠(NaBH4)<二异丁基氢化铝(DIBAL)<氢化铝锂(LAH)

还原性差异原因:氰基硼氢化钠(NaBH3CN)中的氰基是吸电子基团,导致氰基硼氢化钠给出氢负离子的能力减弱。此外,硼氢化钠中硼电负性比铝强,硼氢键极性相对铝氢键较弱,氢铝键更容易给出氢负离子,且铝原子的亲氧性比硼强,反应过程中DIBAL比硼氢化钠更容易活化羰基氧;异丁基增大空间位阻,阻碍铝原子活化羰基氧,所以DIBAL还原性弱于LAH。

二.常见应用

四种还原剂最常见的应用:

1.氰基硼氢化钠(NaBH3CN)一般只用来在酸性条件下还原醛生成醇,或生成胺(Borch还原胺化),一般不能还原酯。

2. 硼氢化钠(NaBH4)一般只用来还原醛或酮生成相应的醇,一般不能还原酯。还原α,β-不饱和醛酮时,优先发生1,4-还原,加入铈盐后优先发生1,2-还原。

注意:当酯基的α位存在能与硼原子螯合的原子即α位存在—OR或—NR2(R=H、Alkyl等)时,酯基能被还原成相应的醇。从反应机理角度解释,当能参与螯合的基团存在时,能生成较稳定的中间体,且将分子间反应转化成类似于分子内反应,降低反应活化能,促进反应的发生。

3.DIBAL和LAH的还原性都较强

相同点:能将醛、酮、酯、酸还原成相应的醇,亚胺、酰胺、腈还原成相应的胺,烷基卤还原成相应烷烃。

不同点:DIBAL除具有还原性还有较强的Lewis酸性质,可参与Beckmann重排(酮肟→环胺);而LAH则可以在一定的条件下还原炔烃生成相应烯烃,再引入卤素原子。

注意:在全合成的过程中,我们需要控制DIBAL或LAH的还原性,不将酯还原成相应的醇而是相应的酮或醛(一般情况下,中间体酮的活性比底物要高,不稳定,因此不能通过控制还原剂的用量来控制反应)。有两种方法,一是降低反应的温度,在低温下,中间体更稳定些,二是在酯的α位置引入螯合基团如—OR或—NR2(R=H、Alkyl等)。

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