硼氢化钠-硫酸体系还原羧酸

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。

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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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。

羧酸的还原方法李　媛　张　萍　董玉环#　周　蕾　王亚英(河北师范大学化学系　石家庄　050016;　#唐山师范学院化学系　唐山　063000)李　媛　女,44岁,教授,从事有机合成研究。

河北省自然基金资助项目(200154)2001-09-13收稿,2001-11-28修回摘　要　羧酸的还原是有机化学中的一类重要反应,有着广泛的用途。

氢化铝锂是还原羧酸的常用试剂。

但是,该试剂能还原多种官能团,因此选择性较差。

近年来,化学工作者研究并报道了许多新的还原方法,如用NaB H 4 I 2、NaB H 4 H 2SO 4、NaBH 4 B OP 体系等还原羧酸成醇以及还原羧酸成醛的特殊方法。

本文拟对这些新的研究进展作一介绍。

关键词　还原反应　羧酸　醇　醛A bstract The reduction of carboxylic acid is an important reaction in organic chemistry and has extensiveapplication in organic synthesis .Lithium aluminium hydride is commonly used to effect this reaction ,but many otherfunctional groups are also reduced by this reagent ,so the reagent is a poor chemoselective one .Recently ,several newreductive methods of carboxy lic acids ,includin g the reduction of carboxylic acid with NaBH 4 I 2,NaB H 4 H 2SO 4,NaB H 4 BOP reagent s y stems and some special methods of reduction of carboxylic acids to aldehydes have been studiedand reported .The progress in the field is reviewed .Key words Reductive reaction ,Carboxylic acid ,Alcohols ,Aldehydes羧酸还原是有机合成的重要反应之一。

反应的第一步是羧酸与NaBH4发生氧化还原反应，生成氢气。

由于每摩尔NaBH4中含有4mol 氢负离子，因此羧酸与NaBH4的物质的量之比为1:4。

值得一提的是，第一步的产物中，硼原子的三个电子完全失去，而每个氧原子得到一个电子，形成上述离子型化合物。

反应第二步，NaBH4还原第一步产物中羧酸的羰基，生成RCH2O-离子，并且每摩尔原料消耗2mol NaBH4。

而图中波浪线所标示的断裂的C—O键的O原子与B原子以及Na+生成NaBO2（偏硼酸钠）。

而还原产物水解，水中H+加到RCH2O-离子上生成醇，而剩余的O2-与B3+以及Na+生成NaBO2。

以上解释，仅供参考，不足之处请不吝赐教，相互学习，共同进步！！！。

在有机合成中，一些增强硼氢化钠活性及选择性的方法------------------------------------------------------------金属有机化学日报摘要NaBH4在通常条件下不能还原羧酸、酯、酰胺和硝基，但是加入一些添加剂后还原性会增强。

例如，在NaBH4的THF溶液中加入碘，会产生用于硼氢化反应的H3B-THF，它可以还原多种基团。

尽管醛酮可以直接被NaBH4还原，但是加入添加剂后，反应选择性会进一步增强。

在本文中，叙述了多种增强NaBH4还原活性及选择性的方法。

关键字：硼氢化钠；提高活性；添加剂；还原反应1.简介在现代有机化学中，金属氢化物是一种非常重要的试剂，其中由于NaBH4反应条件和，价格便宜易得，因此在有机还原反应中使用的最为频繁。

在质子性溶剂中，它常被用来将醛酮还原成醇或者将亚胺或亚胺盐还原成氨基。

羧酸、酯、酰胺和硝基通常难以被NaBH4还原，但是在加入某些添加剂后则可被还原。

本文叙述了多种通过加入添加剂增强NaBH44还原活性及选择性的方法。

2.烯烃或炔烃的硼氢化反应碳碳不饱和键的硼氢化反应，生成了具有高度区域和立体选择性的关键有机硼烷中间体。

历史上，Brown and Subba Rao在研究AlCl3做添加剂，用NaBH4还原酯的过程中发现这一反应。

用BF3代替AlCl3，能使生产的乙硼烷或硼烷-路易斯碱络合物得到更有效的应用。

尽管一些硼氢化物已经商业化（例如H3B-THF, H3B-SMe2,H3B-NR3）,人们一直在寻找生产更有效简便的硼氢化物用于硼氢化反应。

在1963年，报道了用1:1的硼氢化钠和醋酸硼氢化烯烃，后来又报道出用NaBH4–CH3COOH进行硼氢化反应的新方法。

有文献报道实验室里用硼氢化反应选择醒的还原了羧酸里的碳碳双键。

也报道了一种将烯烃转换成二羟基酮的新方法。

一种采用简单的一锅法将末端烯烃转换成羧酸的硼氢化反应已经相当成熟。

硼氢化钠在羧酸及其衍生物还原中的应用作者：吕宏飞， 卞明， 张惠， LV Hong-fei， BIAN Ming， ZHANG Hui作者单位：吕宏飞,张惠,LV Hong-fei,ZHANG Hui(黑龙江省石油化学研究院,黑龙江,哈尔滨,150040)， 卞明,BIAN Ming(中国天辰化学工程公司黑龙江分公司,黑龙江,哈尔滨,150076)刊名：化学与黏合英文刊名：CHEMISTRY AND ADHESION年，卷(期)：2007,29(4)被引用次数：7次OS HUDLICKKY ReDuCtions in Organic CheMistry 19842.B T CHO;N M OON ONVENlENT rocedure for the Reduction of Carboxylic Acids via Acyloxyborohydrides 19823.S NARASIMHAN;S MADHAVAN;K G PRASAD Eacile reduction of carboxylic acids to alcohols by zinc borohride[外文期刊] 1995(16)4.S ITSUNO;Y SAKURAI;K ITO Reduction of Some Functional Groups with Zirconium Tetrachloride/Sodium Borohydride[外文期刊] 1988(12)5.陈宁;严世强;崔桂臻NaBH4-ZrCl4试剂体系的研究 19966.严世强;隋洪珍;张玉兰NaBH4-ZrCl4体系还原羧酸的研究[期刊论文]-甘肃科学学报 19967.J V B KANTH;M PERASAMY Selective reduction of carboxylic acids into alcohols using sodium borohydride and iohine[外文期刊] 19918.M FALORNI;A PORCHEDDU;M TADDEI Mild reduction of carboxylic acids to alcohols using cyanuric chlolide and sodium borohydride[外文期刊] 1999(23)9.R P MCGEARY 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