大埔区硼氢化锂还原羧酸酯成醇

硼氢化锂还原羧酸酯成醇

一般来说，硼氢化锂和硼氢化钠的还原能力和底物适应范围差不多。但是我们在实验中遇到一底物，使用硼氢化钠还原时氯原子很快就水解了，即使在无水溶剂中氯原子也是很快就掉；使用LiAlH4 在低温下还原，反应很杂。后来尝试用硼氢化锂进行还原，取得了较好的结果。但是反应时间不能太长，不等原料反应完就要淬灭处理，否则氯原子也会逐渐水解。

羧酸的还原

羧酸比羧酸酯活性低得多。常用的还原方法为氢化铝锂、硼烷、硼氢化钠、硼氢化钾等。

氢化铝锂还原羧酸成醇

氢化铝锂可以还原羧酸成醇，对于多数底物来说产率较高，是还原羧酸常见的方法。但是，氢化铝锂作为还原剂选择性较差，往往是羧基和其它官能团都被还原；另一方面，氢化铝锂价格昂贵，对试剂的无水处理要求非常严格，使其实际应用尤其是工业化应用中受到限制。由于羧基活性较低，在零下20 度以下用LiAlH4 还原羧基时反应很慢甚至不反应，所以一般不用降低反应温度的方法来避免还原其他基团。

硼烷还原羧酸成醇

硼烷是一种较强的还原剂，室温下即可把多数羧酸还原成醇，而且具有较好的选择性。控制硼烷的用量并在低温下反应，可以避免还原分子中的氰基和酯基。硼烷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。

另外，硼烷还非常容易还原醛、酮、环氧化物及内酯等，但还原酯的反应比较缓慢，对芳香酸酯几乎不发生反应，同样条件下不能还原酰氯、硝基化合物及砜。

NaBH4/I2 体系还原羧酸酯成醇

硼氢化钠一般只能还原醛、酮、酰卤和内酯，很难还原羧酸。但其与碘组成的还原体系却是还原羧酸的优良试剂。Bhaskar 等研究了通常的一元酸、α, β-不饱和酸、羧酸酯以及二元酸与NaBH4/I2 体系的还原反应。实验操作时把硼氢化钠加入到羧酸中，待体系放出氢气后再加入碘。结果表明，上述一元酸被还原的产率均很高，达到92 %～98 % ; α, β-不饱和酸经还原可得相应的α, β-不饱和醇，双键不被还原；羧基和酯基共存时只有羧基被还原，即使二者取代位置距离很近时也是如此。

Zn(BH4)2 还原羧酸酯成醇

大多数金属硼化物不能直接还原羧酸，需加入其它试剂如AlCl3、I2 等以提高其还原性。然而，Zn(BH4)2 作为一种温和还原剂，很容易把脂肪酸和芳香酸还原成醇。整个反应只需化学计量的硼氢化锌即可完成，醇的产率达80 %～95 %。反应式如下:

羧酸与硼氢化锌反应，首先生成酰氧基硼氢化物中间体，硼氢化锌能将此中间体还原成醇，因此能将羧酸顺利还原成醇。羧酸分子中有溴、氯、硝基等官能团时，这些基团不发生反应，但碳碳双键要发生硼氢化反应。

NaBH4/BOP 体系还原羧酸酯成醇

羧基较难还原，因此将羧酸还原成醇的另一途径是把羧酸先转化成其他活泼衍生物，然后再用硼氢化钠还原。1998 年McGeary 报道了用BOP、DIPEA 和硼氢化钠一步将羧酸还原成醇的反应。通过对一系列羧酸还原反应的研究发现，该体系还原能力很强，对脂肪酸、芳香酸以及高位阻酸(如金刚烷基甲酸)都能高产率地使其还原。-NO2、-CN、-COOR、-X、-N3 等基团对此试剂都很稳定。但对肉桂酸的还原表明，与羧基共轭的双键将被部分还原。该反应的可能机理是，羧酸先与BOP 试剂和DIPEA 反应生成活性羧酸酯，后者与NaBH4 反应迅速生成相应的醇:

DCC/LiBH4 体系

DCC/LiBH4 体系还原羧酸的机制与NaBH4/BOP 体系的机制类似，DCC 首先与羧酸反应产生一个活泼中间体，后者被LiBH4 迅速还原成醇。

研究表明，该反应迅速，产率较高(43 %～78 %)。还原时与羧基共存的其它官能团如-Br、-C=C-、-NH2、-NO2 等均不受影响。