醛和酮:羰基加成
氢化物还原
还原一个羰基,就是把它的 C=O 变成 C-OH,从而把醛变成伯醇、把酮变成仲醇。实验室里最常见的做法,是向羰基碳输送一个氢负离子(H-,带着电子对的氢)。两种日常试剂是硼氢化钠(NaBH4)和氢化铝锂(LiAlH4)。
从机理上看这是亲核加成,亲核试剂就是氢负离子。一个带着一对电子的氢原子进攻缺电子的羰基碳;C=O 的电子移到氧上给出烷氧负离子;随后一个单独的后处理步骤(加水或稀酸)把烷氧负离子质子化为醇。注意这两个阶段:金属氢化物把 H 加到碳上,之后水相后处理才把 H 加到氧上。每个 B-H 或 Al-H 键都能输送氢负离子,所以一个化学式单位可以还原好几个羰基。
两种试剂的强度差异很大,在它们之间取舍是一项真本事。NaBH4 温和而有选择性:它还原醛和酮,却基本不动酯、酸和酰胺,而且足够安全,可在水或醇中使用。LiAlH4 则是一员猛将,几乎把所有含羰基的基团(包括酯、酸、酰胺和腈)都还原为醇或胺,但它遇水剧烈反应,必须在干燥的乙醚或四氢呋喃中使用。一个有用的提醒:两种试剂都不还原孤立的 C=C 双键,所以你可以在还原羰基的同时让烯烃保持不动。
NaBH4 在甲醇中于室温下干净地把环己酮还原为环己醇;同样的活若用 LiAlH4,就需要干燥乙醚,并在之后小心地用水淬灭。
把氢负离子送到碳上,再用水相后处理质子化氧:醛变伯醇,酮变仲醇。
氧上的 H 来自后处理(水/酸),而非氢化物试剂本身;氢化物只提供加到碳上的那个 H。而且 NaBH4 和 LiAlH4 都不还原孤立的烯烃。
又称
另见