羧酸酯一般來說較易被還原伯醇,其常用的方法為金屬鈉和醇Na-EtOH;金屬氫化物如氫化鋁鋰(LAH), 硼氫化鈉(鉀)等。其中金屬氫化物是最為常用的還原劑。
金屬鈉和醇為還原劑(Bouveault-Blanc反應(yīng))
本反應(yīng)是將羧酸酯用金屬鈉和無水醇直接還原生成相應(yīng)地伯醇,主要用于高級(jí)脂肪羧酯的還原。
由于催化氫化和氫化鋁鋰的廣泛應(yīng)用,此法在實(shí)驗(yàn)室中已經(jīng)很少采用,但是因?yàn)槠浜啽阋仔?,在工業(yè)上仍然廣泛應(yīng)用。Bouveault-Blanc反應(yīng)的歷程可能如下:

反應(yīng)實(shí)例
一、金屬鈉和醇為還原劑(Bouveault-Blanc反應(yīng))示例

一個(gè)5L的三口圓底燒瓶的中心頸裝有裝有裝有水銀密封機(jī)械攪拌器的阿斯托普。其中一個(gè)側(cè)頸通過一根短的重橡膠管與一個(gè)長約2米的大型回流冷凝器相連,內(nèi)管長2.5厘米。直徑。第三個(gè)出口裝有一個(gè)分液漏斗。
在燒瓶中放入70克(3摩爾)鈉和200毫升。干甲苯。燒瓶在油浴中加熱,直到鈉熔化。然后啟動(dòng)攪拌器;當(dāng)鈉被精細(xì)分離時(shí),除去油浴,讓混合物冷卻。在冷卻過程中,必須繼續(xù)攪拌,以保持鈉的精細(xì)分離。
當(dāng)混合物冷卻至約60°時(shí),首先從分液漏斗中加入114 g(0.5摩爾)的月桂酸乙酯溶液(150毫升)。無水酒精,然后500毫升。更多的酒精,盡可能快地減少通過冷凝器的物質(zhì)損失。添加酯溶液和酒精所需的時(shí)間少于5分鐘,通常為2或3分鐘。當(dāng)反應(yīng)平息后,燒瓶在蒸汽浴上蒸發(fā),直到鈉完全溶解。混合物用蒸汽蒸餾除去甲苯和乙醇。燒瓶的內(nèi)容物在仍然熱的情況下轉(zhuǎn)移到分液漏斗中,并用200毫升洗滌三次。除去月桂酸鈉的部分熱水。用乙醚從冷卻后的混合物和洗滌液中提取月桂醇。組合乙醚提取物用水、碳酸鈉溶液洗滌,然后用水再次洗滌,并在無水硫酸鎂上干燥。蒸發(fā)乙醚,減壓蒸餾月桂醇,在143-146°/18mm沸騰時(shí),產(chǎn)率為60-70g(理論量的65-75%)?;?98–200°/135毫米。
【Organic Syntheses, Coll. Vol. 2,p.372; Vol. 10, p.62.】
金屬氫化物為還原劑
羧酸酯用0.5 mol的氫化鋁鋰還原時(shí),可得到伯醇。

如僅用0.25mol并在低溫下或降低氫化鋁鋰的還原能力,可使反應(yīng)停留在醛的階段。
降低氫化鋁鋰還原能力可以提高還原反應(yīng)的選擇性。常用的的方法是加入不同比例的無水三氯化鋁或者加入計(jì)算量的醇,取代氫化鋁鋰中1-3個(gè)氫原子而成鋁烷、或烷氧基氫化鋁鋰。如用烷氧基氫化鋁鋰還原α,β-不飽和酯到α,β-不飽和醇,若單用氫化鋁鋰還原,則得到飽和醇。
單純使用氫化硼納納還原酯效果較差,若在Lewis酸如AlCl3, ZnCl2存在下,還原能力大增,可順利的還酯,甚至可還原某些羧酸。
由氫硼化鈉和?;桨吩讦?甲基吡啶中反應(yīng),生成的酰苯胺氫硼化鈉是還原酯的有效試劑。其優(yōu)點(diǎn):反應(yīng)操作簡便,不需要無水條件,反應(yīng)選擇性好。
一、 LAH還原羧酸酯成伯醇示例
利用LAH還原羧酸酯到伯醇是一個(gè)快速,后處理較為簡便的方法,一般情況下,酯基可在零下30℃下反應(yīng)30 分鐘即可被還原。因此即使分子內(nèi)有酰胺或其他一些敏感的官能基存在也沒什么關(guān)系。

一個(gè)干燥的,500毫升,三頸,圓底燒瓶配有150毫升均壓添加漏斗,回流冷凝器配有惰性氣體管線,玻璃塞和蛋形磁性攪拌棒。燒瓶中加入氫化鋁鋰(2.66g,0.070mol)和無水乙醚(50ml)。燒瓶在無水浴中冷卻至5°C。將(2R)-甲基4-(叔丁基二甲基硅氧基)-2-(二甲胺基)環(huán)己-3-烯羧酸鹽(22.4g,0.072mol)在乙醚(80ml)中的溶液轉(zhuǎn)移至加成漏斗并加成30分鐘。將反應(yīng)混合物再攪拌15分鐘,用乙醚(100毫升)稀釋,并通過滴加水(9毫升)使其淬火。除去冰水浴,使所得灰色懸浮液達(dá)到室溫,并將混合物劇烈攪拌60分鐘。將混合物轉(zhuǎn)移到1.0升錐形燒瓶中并用350毫升乙醚稀釋。加入無水硫酸鈉(Na2SO4)(60g),攪拌懸浮液30min,過濾。濾餅用乙醚清洗(每次50毫升)。溶劑在旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器上去除,剩余的揮發(fā)性物質(zhì)在高真空下去除,以獲得18.6 g(91%)的((2S)-4-(叔丁基二甲基硅氧基)-2-(二甲氨基)環(huán)己-3-烯基)甲醇作為粘性透明油。
【Organic Syntheses, Coll. Vol. 10, p.442; Vol. 78, p.160.】
二、異丁醇鋁還原α,β-不飽和酯到α,β-不飽和醇示例

向-78.deg.溫度下的3-(1H-苯并咪唑-5-基)-丙烯酸甲酯(50 mg in 1 ML干燥四氫呋喃)溶液中加入1.24 NL四氫呋喃中的三丁基硼氫化鋰1M溶液,并在-78.deg.C.溫度下攪拌4小時(shí),然后加熱至-40.deg.C.再攪拌4小時(shí)。
加入甲醇水溶液進(jìn)行淬火,在真空中濃縮,然后在硅膠(二氯甲烷:甲醇,87:13)上通過快速層析法純化,得到標(biāo)題化合物(44 mg)。
【專利;默克公司;出版物:US5849764 A1(1998/12/15),申請?zhí)枺篣S1996-760817(1996/12/05)】
三、硼氫化鈉(鉀)還原羧酸酯成伯醇示例
利用硼氫化鈉(鉀)還原羧酸酯到伯醇操作較為安全,簡單的方法,由于硼氫化鈉的還原性不夠強(qiáng),因此這類反應(yīng)一般需要回流過夜。反應(yīng)初始階段不要去加熱,而是在室溫下攪拌數(shù)小時(shí)后在,再加熱緩緩回流,否則反應(yīng)極容易噴出來。硼氫化鈉在甲醇中分解較快,這個(gè)反應(yīng)盡量不要用甲醇做溶劑。

向58.5g(300 mmol)二甲基吡啶-2,6-二羧酸鹽的攪拌懸浮液中加入800 ml無水乙醇,在0°C下加入53.0g(1400mmol)的氫氧化鈉,在0°C下攪拌1小時(shí)后,除去冰浴,進(jìn)行中的放熱反應(yīng)使溶液在回流下沸騰。繼續(xù)攪拌3小時(shí),然后回流加熱溶液10小時(shí),蒸餾出溶劑,用200毫升丙酮消化殘?jiān)?。丙酮被蒸餾掉,在殘?jiān)屑尤?00毫升飽和的K2CO3水溶液,用沸水浴加熱1小時(shí)。再次蒸餾溶劑,將殘?jiān)芙庠?00ml水中,并攪拌部分加入氯化鈉,直到形成無色沉淀物。產(chǎn)品經(jīng)三次提取,每次用150ml氯仿,用MgSO4干燥組合有機(jī)相,過濾。將溶劑蒸餾出來,得到37.8g(91%)所需的無色針狀物
【Liebigs Ann.lRecueil 1997,707-720.】
四、NaBH4-ZnCl2還原酯示例

將氯化鋅(80.36g,0.591mol)懸浮于干燥的四氫呋喃(1000ml)中,在0~5℃氮?dú)鈼l件下分次加入氯化鈉(11.2g,0.3043mol)。將混合物在20~25℃下攪拌30min,將混合物冷卻至0~5℃,在0~5℃下滴加化合物(S)-2-(三異丙基硅氧基)琥珀酸二乙酯(82g,0.2368mol)。然后將混合物加熱至55~60℃,攪拌18小時(shí)。用高效液相色譜法確認(rèn)反應(yīng)完成后,將反應(yīng)混合物冷卻至-15~-10℃。滴加213ml水使反應(yīng)在-15~-10℃停止。反應(yīng)在20~25℃下老化3h,加入12.3g硅藻土,過濾除去固體。濾液在真空下濃縮以除去四氫呋喃。濾餅用CH2Cl2(250×3mL)清洗。用水(200ml)洗滌組合有機(jī)層,分離混合物,在Na2SO4上干燥,濃縮得到化合物(S)-2-(三異丙基硅氧基)丁烷-1,4-二醇(44.68g,0.170mol,產(chǎn)率71.9%)。
【Organic Syntheses, Coll. Vol. 7, p.530; Vol.63, p.136.】
本文非原創(chuàng)內(nèi)容,版權(quán)歸原作者所有。







