硼氢化钠-硫酸体系还原羧酸
硼氢化钠在羧酸及其衍生物还原中的应用
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｓｏｄｉｕｍ ｂｏｒｏｈｙｄｒｉｄｅ；ｅａｒｂｏｘｙｌｉｅ ａｃｉｄｓ；ａｄｄｉｔｉｖｅｓ；ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ
前言
在现代有机合成中，金属氢化物是一类重要的 试剂，其中最常用的就是硼氢化钠（ＮａＢＨ。）。Ｎ ａＢＨ。用于有机物的还原，反应条件温和，可以很容 易的将醛或酮还原为醇，在质子溶剂中将亚胺或亚 胺盐还原为胺，经过修饰的硼氢化钠还可以还原 羧酸、羧酸酯、胺基化合物和腈等，硼氢化钠还原法 成本适中，用途十分广泛。
ａｍｂｉｅｎｔ ｃａｌｌ ｎｏｔ ｒｅｄｕｃｅ ｃａｒｂｏｘｙｆｉｃ ａｃｉｄｓ，ｅｓｔｅｒｓ，ａｍｉｄｅｓ，ａｃｉｄ ｃｈｌｏｒｉｄｅ，ａｍｉｎｏ ａｃｉｄｓ ａｎｄ ｔｈｅｉｒ ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ ｕｎｄｅｒ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｒｅｆｌｕｘ ａｎｄ
ｓｔａｎｄｉｎｇ ｏｖｅｒｎｉｇｈｔ ａ忡ｎｅｃｅｓｓａｒｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅ ａｃｔｉｖｉｔｙ ｏｆ ＮａＢＨ４ Ｃａｎ ｂｅ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ａｄｄｉｔｉｏｎ ｏｆ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ ｓｕｃｈ ａ８ １２、Ｈ２Ｓ０４、ｌｅｗｉｓ
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萘甲醇和萘乙醇是重要的光电材料、植物生长 调节剂中间体，很难通过催化加氢方法制备，而采 用硼氢化钠还原，无需高压设备，甚至室温就可以 完成反应；丁三醇是一种重要的医药中间体，是由 苹果酸或其酯经还原制备的。由于高温高压下易 发生多种副反应，催化加氢条件非常苛刻，因此硼 氢化钠还原法得到广泛关注。日本住友公司的维 生素Ｈ生产工艺中，就是以硼氢化钠还原酰胺，该 工艺由于其高经济性，历经３０年而不衰。近年来， 其在化学选择性、区域选择性和立体选择性还原方 面的应用也越来越多。本文从羧酸、氨基酸、酯、酰
硼氢化钠还原反应机理
硼氢化钠还原反应机理硼氢化钠（NaBH4）是一种常用的还原试剂，广泛应用于有机合成和无机化学领域。
它以其高效、温和、选择性的特点而受到了广泛的关注和应用。
硼氢化钠的还原反应机理如下：硼氢化钠在水溶液中可以存在两种形式：NaBH4和NaBH4·2H2O。
在碱性条件下，NaBH4会被氢氧根（OH-）和水分解为BH4-离子和H2气体：NaBH4 + 2OH- → BH4- + H2O + Na+NaBH4·2H2O + 2OH- → BH4- + 2H2O + Na+在有机合成中，硼氢化钠通常用作还原醛、酮、酸和酯等官能团。
还原过程中，硼氢化钠的BH4-离子被氧化为B（OH）3和H2气体。
具体的反应机理如下：1. 醛和酮的还原：硼氢化钠的BH4-离子中的氢原子被醛或酮的羰基氧原子攻击，生成一个新的C-O 键，同时形成醇。
然后，BH3-OH 或BH2(OH)2作为中间体与H2O反应，再次生成BH4-离子和产物。
2. 酸的还原：硼氢化钠的BH4-离子首先通过与酸中的负电荷氧原子结合，形成一个中间体（加合物），然后该中间体与H2O反应，释放出产物和BH4-离子。
3. 酯的还原：硼氢化钠中的BH4-离子与酯的羰基氧原子发生亲核加成反应，生成醇和一个氧负离子（炔醇中间体）。
然后，炔醇中间体再次与BH4-离子发生反应，生成一个新的C-O 键，并形成产物和BH4-离子。
硼氢化钠的还原反应机理可以归结为BH4-离子的氢原子直接与官能团的氧原子发生反应，然后通过中间体的生成和再反应，最终得到还原产物。
这种还原反应机理的特点是它是一个亲核加成反应，并且显示出较高的选择性和反应活性，因此在有机合成中具有广泛的应用前景。
硼氢化钠体系作还原剂对羰基的还原
羧酸的还原是有机合成的重要反应之一 。在一般情况 下 ,羧酸和大多数还原剂不反应 ,但能被强还原剂 2氢化锂铝 还原成醇 。该还原反应产率较高 ,是还原羧酸最常见的方 法 。但是 ,氢化铝锂能还原多种官能团 ,选择性较差 ;另一方 面 ,氢化铝锂价格昂贵 ,工业上难应用 ;而硼氢化钠作为还原 剂 ,具有使用方便 、价格低廉 、性质温和以及选择性好的特 点 ,使其在工业上得到了广泛的应用 。通常 ,硼氢化钠的还 原活性比较低 ,一般只能还原醛 、酮和亚胺 ,不能还原羧基 , 然而研究开发的硼氢化钠复合体系则可以有效地实现这一 还原 。本文拟对硼氢化钠作还原剂对羰基的还原作一介绍 。
14
广 东 化 工
2005年第 3期
效果 ,研究结果表明 :当脂肪族羧酸与硼氢化钠和邻苯二酚 的摩尔比为 1 ∶2 ∶2 的 时 候 , 羧 酸 的 还 原 产 率 是 47% ～ 49% ;当脂肪族羧酸 、硼氢化钠 、邻苯二酚 、三氟乙酸的摩尔 比为 1 ∶2 ∶2 ∶1 的时候 ,还原产率大幅度提高 ,达 87% ～ 94% ;当脂肪族羧酸 、硼氢化钠 、三氟乙酸的摩尔比为 1 ∶1 ∶ 1时 , 壬 酸 和 癸 酸 还 原 为 相 应 的 醇 的 产 率 分 别为 93%和 95%。
该方法的特点是能把氨基酸还原为相应的光学纯的氨 基醇 ,而且得到的粗产物都是基本无色的 ,在大多数情况下 无需进一步提纯 。
2 NaBH4 / H2 SO4
Abiko等 [4 ]研究了该还原体系对颉氨酸等八种氨基酸的 还原反应 ,反应温度控制在 20℃,产率达 81% ～98%。同样 地 , H2 SO4 可用 HC l、M e I、M e2 SO4、M eOTs代替 ,产率达 56% ～88 % 。
羧酸用硼氢化钠还原成醇
羧酸用硼氢化钠还原成醇
胡猛
【期刊名称】《中国医药工业杂志》
【年(卷),期】2004(35)6
【总页数】1页(P357-357)
【关键词】羧酸;硼氢化钠;还原;醇;卤代;氰基;硝基;叠氮基
【作者】胡猛
【作者单位】
【正文语种】中文
【中图分类】O623.62
【相关文献】
1.碲氢化钠存在下3-氧代硫代羧酸酯的一步合成法 [J], 吴露玲;黄宪
2.芳香羧酸甲酯的硼氢化钠还原 [J], 张惠;吕宏飞;王晶
3.硼氢化钠在羧酸及其衍生物还原中的应用 [J], 吕宏飞;卞明;张惠
4.芳香羧酸及其衍生物还原到芳香醛——4,4’-二苯乙烯二甲酸能否还原成4,4’-二苯乙烯二甲醛 [J], 徐腾;沈永嘉
5.芳杂环羧酸酯用硼氢化钠-甲醇还原为醇Boechat N等 [J], 裘鹏程（摘）
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硼氢化钠的还原实验报告
一、实验目的1. 掌握硼氢化钠作为还原剂的性质和用途；2. 学习有机合成中还原反应的操作步骤；3. 了解还原反应的机理和影响因素。
二、实验原理硼氢化钠（NaBH₄）是一种常用的有机合成还原剂，它能与多种有机化合物发生还原反应，将碳-碳双键、碳-碳三键、羰基、氮等官能团还原。
本实验采用硼氢化钠还原丙酮，将其还原为相应的醇。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：硼氢化钠、丙酮、无水乙醇、无水硫酸钠、蒸馏水、盐酸；2. 仪器：圆底烧瓶、搅拌器、滴液漏斗、冷凝管、锥形瓶、玻璃棒、移液管、酒精灯、烘箱、pH计。
四、实验步骤1. 配制反应溶液：在圆底烧瓶中加入5mL丙酮和10mL无水乙醇，搅拌均匀；2. 加入硼氢化钠：在搅拌下，将2g硼氢化钠分批加入反应溶液中，注意控制反应速度，避免剧烈放热；3. 反应：将反应溶液置于烘箱中，于50℃下反应2小时；4. 后处理：将反应溶液冷却至室温，加入适量的无水硫酸钠，搅拌过滤，收集滤液；5. 洗涤：用蒸馏水洗涤滤渣，直至无色；6. 干燥：将滤液置于烘箱中，于50℃下干燥；7. 纯化：将干燥后的产物用盐酸溶解，加入适量的无水硫酸钠，搅拌过滤，收集滤液；8. 中和：用氢氧化钠溶液中和滤液至pH值为7；9. 结晶：将中和后的溶液冷却至室温，过滤，收集滤渣；10. 干燥：将滤渣置于烘箱中，于50℃下干燥，得到目标产物。
五、实验结果与分析1. 实验结果：经过上述步骤，成功合成了丙醇，产率为80%；2. 分析：本实验中，硼氢化钠作为还原剂，将丙酮还原为丙醇。
实验过程中，控制反应条件、选择合适的反应溶剂和催化剂对提高产率和纯度至关重要。
六、实验结论1. 硼氢化钠是一种常用的有机合成还原剂，具有温和、选择性好等优点；2. 本实验成功合成了丙醇，产率为80%，验证了硼氢化钠的还原性能；3. 通过控制反应条件，可以提高产率和纯度。
七、实验注意事项1. 硼氢化钠具有较大的吸湿性，储存时应放在干燥处；2. 实验过程中，注意控制反应速度，避免剧烈放热；3. 反应溶液中，乙醇作为溶剂，有助于提高还原反应的产率；4. 后处理过程中，注意过滤、洗涤、干燥等步骤，以提高产物的纯度。
硼氢化钠还原羧酸
硼氢化钠还原羧酸一、引言硼氢化钠是一种常用的还原剂，能够有效地将羧酸还原为相应的醇。
本文将介绍硼氢化钠还原羧酸的原理、反应条件和实验操作方法，并探讨该反应的应用。
二、硼氢化钠还原羧酸的原理硼氢化钠（NaBH4）是一种弱还原剂，它能够与羧酸反应生成相应的醇和硼酸盐。
该反应是一种亲核加成反应，其机理为亲核试剂（硼氢化钠）攻击羧酸中的碳氧双键，形成一个稳定的中间体，然后发生质子转移和电荷重排，最终生成醇和硼酸盐的产物。
三、硼氢化钠还原羧酸的反应条件1. 反应溶剂：常用的溶剂有乙醇、甲醇、二甲基甲酰胺等。
选择合适的溶剂可以提高反应的效率和产物的纯度。
2. 温度：反应的温度一般为室温至60℃，温度过高会导致副反应的发生。
3. pH值：控制反应体系的pH值可以使反应进行得更顺利。
通常使用稀酸溶液（如盐酸）调节pH值，使其保持在3-5之间。
四、实验操作方法1. 称取适量的硼氢化钠，加入适量的溶剂中，搅拌使其完全溶解。
2. 加入适量的羧酸，继续搅拌反应体系。
3. 调节反应体系的pH值，使其保持在3-5之间。
4. 控制反应的温度，一般为室温至60℃。
5. 反应结束后，将反应体系过滤，得到产物。
6. 可以通过结晶、蒸馏等方法进行纯化。
五、硼氢化钠还原羧酸的应用硼氢化钠还原羧酸是一种重要的有机合成反应，广泛应用于药物合成、香料合成、天然产物的合成等领域。
例如，硼氢化钠可以将苯乙酸还原为苯乙醇，将丙酸还原为丙醇等。
此外，硼氢化钠还可以与其他官能团发生反应，如与酮反应生成相应的醇。
六、总结硼氢化钠作为一种常用的还原剂，可以有效地将羧酸还原为相应的醇。
该反应的原理是亲核加成反应，其机理经过亲核试剂攻击、质子转移和电荷重排等步骤完成。
在实验操作中，需要控制反应溶剂、温度和pH值等条件，以提高反应的效率和产物的纯度。
硼氢化钠还原羧酸具有广泛的应用前景，在药物合成、香料合成等领域发挥着重要作用。
羧酸及羧酸酯的还原方法
羧酸及羧酸酯的还原⽅法羧酸及羧酸酯的还原是有机化学中的⼀类重要反应，有着⼴泛的⽤途。
羧酸酯⼀般来说⽐较容易还原成伯醇，常⽤⽅法为氢化铝锂、硼氢化钠、硼氢化锂等。
⽽羧酸的活性⽐羧酸酯低得多，是种较难还原的物质，常⽤氢化铝锂作为还原剂。
但是，氢化铝锂作为还原剂，选择性较差，容易将底物种其它官能团还原掉。
硼烷还原也是⼀种还原羧酸的重要⽅法，对于脂肪酸和多数芳⾹酸有很好的还原效果，但对于某些芳⾹酸来说反应速度很慢甚⾄不反应。
近来，羧酸及羧酸酯的还原研究有了迅速发展，不断有新的还原⽅法被发现。
本⽂结合本实验室近⼏个⽉来进⾏的多种羧酸及羧酸酯的还原，对⼀些羧酸及羧酸酯的还原体系作⼀简单概括。
1. 羧酸酯的还原羧酸酯⼀般来说⽐较容易还原成伯醇，常⽤⽅法为氢化铝锂、硼氢化钠、硼氢化锂等，也可以⽤Na-EtOH 体系，但是后者⽬前只是在⼯业上⼴泛应⽤，实验室中已经很少采⽤。
1.1 氢化铝锂还原羧酸酯成醇氢化铝锂是还原羧酸酯的常⽤试剂。
但是，该试剂能还原多种官能团，因此选择性较差。
但可以通过降低反应温度、加⼊⽆⽔AlCl3、⽤烷基或烷氧基取代氢化铝锂的氢原⼦等⽅法降低氢化铝锂的还原能⼒，从⽽实现选择性还原。
实验中我们遇到⼀个如下的杂环进⾏还原。
⽤NaBH4、LiBH4 进⾏还原，原料很快反应完了，但是杂环同时也被还原了，降低温度则不反应。
尝试将酯⽔解成酸后⽤BH3·Me2S 进⾏还原，回流很久也不反应。
后来尝试⽤LiAlH4 在零下20 度时进⾏还原，取得了⽐较理想的效果，杂环和硝基都得到了保留，只有酯基被还原。
1.2 硼氢化钠还原羧酸酯成醇NaBH4 还原羧酸酯是我们常⽤的⽅法，因为该反应操作简单⽽且⽐较安全，对⽆⽔条件要求不是很苛刻，活性⾼的底物⼏个⼩时即可反应彻底。
但由于硼氢化钠还原性不够强，有些活性较低的底物室温下过夜也只能反应⼀部分，这时就需要加热回流。
1.3 NaBH4/I2、NaBH4/AlCl3、NaBH4/ZnCl2 体系还原羧酸酯成醇单纯使⽤NaBH4 还原酯的效果较差，但是加⼊单质碘或Lewis 酸如AlCl3、ZnCl2、BF3 后可使NaBH4 的还原能⼒⼤⼤提⾼，甚⾄某些活性较低的酯也可以顺利还原。
硼氢化钠反应后处理摘要
硼氢化钠还原酯到醇的方法溶剂机理1、NaBH4 + LiCl，无水乙醇或THF生成LiBH42、NaBH4 + ZnCl2 + 叔胺，THF生成Zn(BH4)23、NaBH4 + MeOH，MeOH或THF4、NaBH4 + CeCl3，无水乙醇5、NaBH4 + I2或Lewis酸（AlCl3或BF3），THF生成乙硼烷后处理方法：1、稀盐酸淬灭NaBH4 +HCl+3H2O = B(OH)3 + NaCl + 4H2操作：冰水浴下缓慢滴加，控制滴加速度，以防产生气泡太快而发生冲料现象，滴加到反应体系不再冒泡即可。
（有人提出，为防止反应太快，可以先加点丙酮缓冲一下）。
2、10%或饱和NH4Cl溶液NaBH4 +NH4Cl+H2O → B(OH)3 + NaCl + H2 + 水合氨（仅供参考，不一定准确）操作：类似于稀盐酸，若溶剂用的是THF，会有大量气泡产生，需控制滴加速度。
处理完后，有无色透明的晶体（应该是硼酸和氯化钠，硼酸不溶于THF、EA，也难溶于水），可以先过滤掉，然后再处理。
优点：反应条件温和，一般用此方法。
3、醋酸NaBH4 +CH3COOH+3H2O = B(OH)3 + CH3COONa + 4H2操作类似于稀盐酸。
其它方法：（适合于产物水溶性较大的，后处理尽量避免用水，有机溶剂萃取后，用饱和食盐水洗涤）1、MeOH : H2O = 1 : 1（适用于还原方法3）2、MeOH : CH3COOH = 1 : 1讨论：1、用NaBH4 + MeOH还原的机理不是很清楚，希望了解的朋友谈谈你的看法。
后处理，参考文献中说，只加水，这样是否能破坏掉过量的NaBH4 ，还有如何判断已经完全淬灭（也就是加水的量的控制）。
2、有人说，后处理时，要加碱（如氢氧化钠），以破换B-O键，请问这是否有必要。
这个反应我做过，有个经典的参考文献。
而且很实用。
反应体系是在甲醇里反应然后回流得到。
后处理的具体步骤如下：1.尽量旋出甲醇，剩余五毫升是可以的。