林世博，李喆宇，羅剛，陳宇瑛

（中國醫(yī)藥集團(tuán)總公司四川抗菌素工業(yè)研究所，四川 成都 610052）

羧酸酯作為重要的活化官能團(tuán)廣泛應(yīng)用于有機合成。羧酸酯轉(zhuǎn)化為醇類化合物的還原反應(yīng)是有機合成（包括精細(xì)化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥等）領(lǐng)域最重要的官能團(tuán)轉(zhuǎn)化步驟和最具實用價值的反應(yīng)之一，在有機合成領(lǐng)域中有廣闊的應(yīng)用前景。為尋找產(chǎn)率高、成本低的高效經(jīng)濟(jì)的合成方法，研究人員對酯還原反應(yīng)進(jìn)行了廣泛深入的研究，并采用硼烷類化合物、絡(luò)合金屬氫化物等對羧酸或其衍生物進(jìn)行還原，但由于羧酸酯的化學(xué)環(huán)境的不同，被還原的難易程度不一樣，因此需用不同的還原劑對羧酸酯進(jìn)行還原，現(xiàn)根據(jù)還原劑種類的不同將近年來能得到較高產(chǎn)率的酯還原為醇的研究方法進(jìn)行詳細(xì)闡述。

1 硼烷類化合物還原

硼烷類化合物是一種強還原劑，室溫下即可把羧酸還原成醇，反應(yīng)速度快。該試劑非常容易還原醛、酮、環(huán)氧化物、內(nèi)酯等，對酯的還原反應(yīng)則比較緩慢。Yoon等[1]早在1973年就報道了BH3?THF體系的還原作用，它是一類溫和的還原劑，可以將含羧酸、酮、酯等官能團(tuán)的有機物快速還原成相應(yīng)的醇，且收率高達(dá)95%。但該還原體系也存在一些不可避免的缺點，如低沸點，低燃點和具有毒性，這些都導(dǎo)致其使用受到限制。而Cho等[2]發(fā)現(xiàn)THF溶液中的金屬硼氫化物二元體系 NaBH4/BF3?Et2O可以代替BH3?THF體系避免以上問題。且這類硼氫化物的二元體系還有價格便宜、應(yīng)用范圍廣、收率高等特點。下文將予以詳細(xì)介紹。

2 絡(luò)合金屬氫化物還原

自1946年Finholt[3]發(fā)現(xiàn)了LiAlH4的制備和應(yīng)用以來，絡(luò)合金屬氫化物在有機合成中作為還原劑的應(yīng)用研究得到極大重視，近年來發(fā)展甚為迅速，不僅應(yīng)用廣泛，試劑種類也逐漸增多。

這類還原劑都是以絡(luò)氫負(fù)離子的鹽類形式存在，而絡(luò)氫負(fù)離子是親核試劑，可向極性不飽和鍵中帶正電的原子進(jìn)攻，結(jié)果以氫負(fù)離子的轉(zhuǎn)移實現(xiàn)還原反應(yīng)。

2.1 氫化鋁鋰（LiAlH4）

作為絡(luò)合金屬氫化物中作用最強的還原劑，LiAlH4具有應(yīng)用廣泛，可還原的基團(tuán)較多；參與反應(yīng)時，可將羧酸酯快速還原為醇，碳碳雙鍵穩(wěn)定等優(yōu)點。但同時由于其在空氣中極不穩(wěn)定，極易燃燒和爆炸，生產(chǎn)操作難度很大，成本較高，選擇性也較差，故也限制了它在工業(yè)上的應(yīng)用。

2.1.1 反應(yīng)機理

羧酸酯與 LiAlH4的還原反應(yīng)機理是負(fù)氫離子的親核加成反應(yīng)[4]。首先羧酸酯轉(zhuǎn)變成羧酸酯鋰鹽，之后氫化鋁與羧酸酯鋰鹽接近，與羰基氧形成絡(luò)合物，再將氫負(fù)離子轉(zhuǎn)移到羰基碳上，接著消除LiOAlH3得到醛，之后另一分子的氫化鋁鋰與醛反應(yīng)，經(jīng)稀酸水解得到醇。在還原醛的過程中，一個氫從親核的四氫鋁離子轉(zhuǎn)移到電子云密度最低的羰基碳原子位置上，形成的烷氧離子與剩余的鋁氫化合物結(jié)合形成烷氧三氫鋁離子，該中間體與第二摩爾的醛反應(yīng)形成二烷氧二氫鋁離子，之后發(fā)生類似過程，直至一個金屬氫化物的分子還原四個酮分子而生成四烷氧基鋁負(fù)離子為止，然后水解則得到四摩爾的醇（圖1）。

圖1 LiAlH4的還原反應(yīng)機理

2.1.2 研究案例

LiAlH4在羧酸及其衍生物的還原中應(yīng)用十分廣泛，現(xiàn)將其參與的部分還原反應(yīng)進(jìn)行簡要闡述。

1993年，Takano等[5]用 LiAlH4還原 2-環(huán)丙基-4-(4'-氟苯基)喹啉-3-羧酸乙酯，收率大于95%。

丁平羽[6]和 Ren等[7]發(fā)現(xiàn)，在用 LiAlH4/AlCl3進(jìn)行酯還原反應(yīng)時（酯∶LiAlH4∶AlCl3=1∶3∶1），只需在室溫條件下反應(yīng)0.5h就可以達(dá)到85%以上的收率，大大簡化了操作條件，優(yōu)化了合成工藝。

盡管LiAlH4/AlCl3還原體系快速有效，但酯還原反應(yīng)仍至少需要3倍當(dāng)量的LiAlH4，并且后處理使用冰水淬滅反應(yīng)，會產(chǎn)生Al(OH)3膠狀物，從膠狀物中提取產(chǎn)品操作較困難，另外多余膠狀物的處理會產(chǎn)生環(huán)境污染的問題。

為此，Wang等[8]對使用 LiAlH4將酯還原成醇探索出了一個方便、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的方法，化學(xué)反應(yīng)式見圖 2。他發(fā)現(xiàn) LiAlH4/BnCl還原體系具有很好的還原效果，用該體系在室溫條件下對一系列酯進(jìn)行還原，收率可以達(dá)到81%～94%。并且當(dāng)LiAlH4為 1.5倍當(dāng)量時（酯∶LiAlH4∶BnCl =1∶1.5∶1.5），產(chǎn)率最高，與前法（酯∶LiAlH4∶AlCl3=1∶3∶1）相比，不僅節(jié)約了LiAlH4的用量，也使得后處理時產(chǎn)物的損失減少。

圖2 LiAlH4/BnCl還原酯

2.2 二異丁基氫化鋁（DIBAL-H）

與LiAlH4的活性相似，DIBAL-H也極為活潑，化學(xué)結(jié)構(gòu)見圖 3，其專屬性較強，能保持化合物的光學(xué)活性，對反應(yīng)有更多選擇性[9]。但遇水和氧氣易燃易爆，反應(yīng)條件要求較高，同樣不利于工業(yè)生產(chǎn)。

2.2.1 反應(yīng)機理

DIBAL-H的還原機理與LiAlH4相類似，還原酯的機理見圖4。

2.2.2 研究案例

Suzuki等[10]用DIBAL-H在氮氣保護(hù)下還原酯為相應(yīng)的醇，在 0℃下僅反應(yīng) 2h，即得收率高達(dá)95.7%的產(chǎn)物，反應(yīng)式見圖5。

圖3 DIBAL-H結(jié)構(gòu)圖

圖4 DIBAL-H還原反應(yīng)機理

圖5 DIBAL-H還原酯

Bernard等[11]發(fā)現(xiàn)DIBAL-H參與的還原反應(yīng)能夠保持化合物的光學(xué)活性，在還原結(jié)構(gòu)式為圖6的化合物時，用 DIBAL-H比(Me)2CuLi/BF3-OEt2或(Me)2CuLi/TMSCl參與反應(yīng)得到的烯丙醇收率更高，立體選擇性更好。

2.3 紅鋁（Red-Al）

由于LiAlH4具有價格較貴，反應(yīng)劇烈，選擇性和安全性差等缺點，其應(yīng)用受到了很大限制。為找到更安全、通用、經(jīng)濟(jì)的LiAlH4替代品，科研工作者們付出了相當(dāng)大的努力。最終，在烷氧基鋁氫化物中找到了一類LiAlH4的合適替代物。這些化合物的化學(xué)成分相當(dāng)于 LiAlH4，但具有 LiAlH4所不具備的優(yōu)點，對氧氣有著驚人的穩(wěn)定性，可長期保存而不會發(fā)生變質(zhì)、燃燒等現(xiàn)象。該類化合物中第一個引入使用的是紅鋁（Red-Al，又名 Vitride?還原劑），見圖7。該還原劑相對分子質(zhì)量很小，使用更靈活，用途更廣泛，酯、酰氯和酸酐均可被還原[12]。

2.3.1 反應(yīng)機理

2.3.2 研究案例

圖6 2-(2-(1-(苯基硫基)丙-2-基)亞環(huán)丁基)乙酸甲酯

圖7 Red-Al的結(jié)構(gòu)

圖8 Red-Al的還原機理

朱生勃等[14]在對 4-羰基縮乙二醇環(huán)己基甲酸乙酯的還原中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)Red-Al作為還原劑時，用正向滴加和反向滴加兩種滴加方式（正向滴加是向過量的Red-Al中加入有機化合物，反向滴加則是向有機化合物中加入Red-Al）加料，這對產(chǎn)率有相當(dāng)大的影響，有時甚至直接決定了產(chǎn)品的類型，見表1[14]。結(jié)果表明，正向滴加的主產(chǎn)物是醇，反向滴加的主產(chǎn)物是醛。原因可能是：正向滴加時，體系中還原劑的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于酯的濃度，新生成的醛被進(jìn)一步還原成醇；反向滴加時，體系中的酯的濃度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于還原劑的濃度，酯分子之間對還原劑有競爭作用，所以生成的主產(chǎn)物是醛。

表1 滴加方式對反應(yīng)的影響

以肉桂衍生物為例，Red-Al可對其進(jìn)行有選擇性的還原反應(yīng)，生成飽和或不飽和衍生物[15]，見圖9。由于肉桂衍生物的聚合反應(yīng)，該反應(yīng)有時獲得較低的產(chǎn)率。

Red-Al也用于內(nèi)酯的還原，將其還原為二醇，其作用的最好表現(xiàn)是在那可汀上，收率可高達(dá)89%[16]，反應(yīng)見圖10。

圖9 滴加方式對Red-Al還原的影響

圖10 Red-Al還原酯

2.4 金屬硼氫化物

金屬硼氫化物代表物有 NaBH4、KBH4，它們是一類還原能力較弱的絡(luò)合金屬氫化物[17]，特點是反應(yīng)比較溫和，試劑廉價易得，并且安全性和選擇性較高[18]。

金屬硼氫化物如NaBH4的BH4－，具有以硼原子為中心的四面體結(jié)構(gòu)，氫原子處在四面體的4個頂點上，釋放出的氫負(fù)離子堿性很強并具有強親核性。NaBH4還原有機物一般通過兩種途徑：一種是NaBH4在水或醇體系中，負(fù)離子 BH4－直接進(jìn)攻反應(yīng)底物提供負(fù)氫而將底物還原；另一種是經(jīng)過修飾，將 NaBH4中的一個或多個氫置換或?qū)⑩c置換為其他金屬。

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為了拓展金屬硼氫化物的應(yīng)用，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)有不同添加物時，金屬硼氫化物的活性會增強[19]，由此建立起金屬硼氫化物新還原體系如金屬硼氫化物/lewis酸、金屬硼氫化物/鹵素、金屬硼氫化物/CH3OH等。

2.4.1 金屬硼氫化物/lewis酸

1955年，Brown等[20]發(fā)現(xiàn)，當(dāng)加入金屬鹵代物，如LiBr、MgCl2、AlCl3等，能夠大大加強其還原性能，可以將羧酸酯還原成為相應(yīng)的醇。

（1）反應(yīng)機理 為什么加入Lewis酸后能使硼氫化鈉的還原能力變強，很多學(xué)者對此進(jìn)行了深入研究：Brown等[21]用AlCl3作為Lewis酸，推測AlCl3的作用是與NaBH4生成Al(BH4)3，參與酯還原反應(yīng)。Yamakaw等[17]以ZnCl2作為Lewis酸，發(fā)現(xiàn)在叔胺存在的條件下，ZnCl2/ NaBH4的還原性有很大提高，除能將一系列羧酸酯還原至相應(yīng)的醇產(chǎn)物，還能將硝基、酰胺基、腈基等官能團(tuán)還原成相應(yīng)的胺產(chǎn)物，但會影響該還原體系對羧酸酯基團(tuán)的選擇性還原。而在相同條件，無叔胺存在時，則不會發(fā)生還原反應(yīng)[22]。Yamakaw 通過變換 ZnCl2的投料量，推測NaBH4先與ZnCl2生成了活性更強的Zn(BH4)2，從而將酯還原為相應(yīng)的醇，而 Gensler等[23]也有過此類推斷。綜上以ZnCl2為例，推斷硼氫化物與lewis酸還原酯的機理如圖11所示。

圖11 NaBH4/lewis酸還原酯的機理

（2）研究案例 Yamakawa等[17]在四氫呋喃溶液中，以2-二甲基氨基苯甲酸甲酯為底物，對一系列金屬氯化物與 NaBH4形成的復(fù)合還原體系進(jìn)行對比篩選，化學(xué)反應(yīng)式見圖12。還原反應(yīng)在25℃進(jìn)行24h，結(jié)果如表2所示[17]：NaBH4/LiCl、NaBH4/LiBr、NaBH4/MgCl2對底物幾乎沒有還原性；NaBH4/CaCl2、NaBH4/FeCl2、NaBH4/ZnBr2、NaBH4/SnCl4的還原性較差；NaBH4/AlCl3還原性很好，但由于 AlCl3是強路易斯酸，導(dǎo)致反應(yīng)中生成的副產(chǎn)物較多；以NaBH4/ZnCl2做還原劑，2-二甲基氨基芐醇產(chǎn)率高達(dá)95%。

圖12 NaBH4/金屬鹵代物還原酯

表2 NaBH4/金屬鹵代物還原酯收率

Qiu等[24]也對可與KBH4形成還原體系的lewis酸的還原能力進(jìn)行了研究，化學(xué)反應(yīng)式見圖13。平行試驗表明：KBH4/AlCl3、KBH4/ZnCl2、KBH4/CaCl2對底物幾乎沒有任何還原能力； KBH4/LiCl、KBH4/MgCl2還原能力較強，產(chǎn)率可分別達(dá)到88.3%及 50.4%。隨著對 KBH4/MgCl2還原體系研究的深入，研究人員發(fā)現(xiàn)：當(dāng)?shù)孜铩肒BH4=1∶1時，底物的轉(zhuǎn)化率隨著MgCl2比例的增加（從0.5到1.0）急劇增加；當(dāng)?shù)孜铩肕gCl2=1∶1時，反應(yīng)速率隨著KBH4比例的減少（從1.0到0.5）明顯降低，并且當(dāng)KBH4的比例減少到0.65mol時，增加反應(yīng)時間，也不能反應(yīng)完全。綜合以上試驗結(jié)果表明，該反應(yīng)的最佳實驗條件是當(dāng)?shù)孜铩肒BH4∶MgCl2=1∶1∶1時，KBH4/MgCl2在THF中回流2h，再與底物反應(yīng)40min，即可得到收率大于90%的產(chǎn)物。

圖13 KBH4/MgCl2還原酯

Zhu等[25]對NaBH4/LiCl還原體系進(jìn)行了研究，他們以二乙二醇二甲醚作溶劑，在高達(dá) 162℃回流溫度下對化合物進(jìn)行還原，化學(xué)反應(yīng)式見圖14，實驗結(jié)果見表3[25]。試驗結(jié)果表明，LiCl的存在可以很大程度上增強NaBH4的活性，再加入和原料等當(dāng)量的LiCl，3,4,5-三甲氧基苯甲酸甲酯及異丙酯被還原生成 3,4,5-三甲氧基苯甲醇，并得到較高收率；但對于 3,4,5-三甲氧基苯甲酸而言，三個甲氧基給電子基團(tuán)降低了羧酸根的反應(yīng)活性，使得BH4－進(jìn)攻羧基的碳原子更困難；而 3,4,5-三甲氧基苯甲酸戊酯由于戊基空間位阻太大，阻礙了BH4－進(jìn)攻羧基的碳原子，使得原料轉(zhuǎn)化率為零。

表3各反應(yīng)都是2mmol苯甲酸或苯甲酯在5mL二乙二醇二甲醚中發(fā)生的反應(yīng)。

另外根據(jù)文獻(xiàn)，可與NaBH4配對還原酯的lewis酸還有：NaBH4/ZrCl4體系可將酯還原成相應(yīng)的醇[26]，反應(yīng)時間為 7～8h，收率達(dá) 70%～90%。陳寧等[27]對也對NaBH4/ZrCl4體系還原羧酸酯做了系統(tǒng)的研究。

圖14 NaBH4/LiCl還原酯

表3 LiCl對苯甲酸和苯甲酯還原的影響

對于有光學(xué)活性的酯類還原，結(jié)構(gòu)如圖15，可以采用NaBH4/甲醇/特丁醇體系[28]，經(jīng)過柱層析，產(chǎn)品純度可達(dá)98.5%，光學(xué)純度可達(dá)99.49%，但由于硼氫化鈉在甲醇中能釋放氫氣，且隨著溫度的升高釋放的氫氣也越多，這種釋氫反應(yīng)與還原反應(yīng)競爭進(jìn)行，還原劑需過量，成本較高，反應(yīng)速度也非常慢。且后續(xù)的分離純化需使用硅膠柱層析，不適用于工業(yè)化。姚志藝等[29]對此進(jìn)行了改進(jìn)，他使用了 NaBH4/BiBr3/甲醇體系對 2S-羥基-1.4-二丁酸二甲酯進(jìn)行了還原。該反應(yīng)操作安全簡便，所用試劑價廉易得，其中NaBH4的用量比上法減少了一半，反應(yīng)過程無消旋化現(xiàn)象發(fā)生，產(chǎn)品總收率較高，純度可達(dá) 99. 2%，ee值大于 99.0%，較適合產(chǎn)業(yè)化推廣。

圖15 O-乙?；?(L)-蘋果酸單甲酯

甘春芳等[30]利用NaBH4/CeCl3還原體系轉(zhuǎn)化了五種氨基酸酯為相應(yīng)的醇，化學(xué)反應(yīng)見圖16，由于反應(yīng)體系中底物金屬離子Ce3+的影響，大大增強了羰基的反應(yīng)活性，更易接受親核試劑的進(jìn)攻，增強了NaBH4的還原活性。

該合成方法與其它類似的合成方法相比較，具有反應(yīng)速度較快、操作簡單、反應(yīng)產(chǎn)率較高的優(yōu)點。為手性氨基醇的合成制備提供了一條可供選擇的合成路線。

圖16 NaBH4/CeCl3還原氨基酸酯

圖17 CoCl2/ NaBH4還原二氫香豆素

Jagdale等[31]在最近發(fā)現(xiàn)，NaBH4/CoCl2只能選擇性還原苯酯，而對烷酯無效，該特點使其可高效地還原二氫香豆素，收率高達(dá)93%，化學(xué)反應(yīng)式見圖17。該還原劑也可應(yīng)用于乙酸苯酯的脫保護(hù)，在一般反應(yīng)中苯酚的酚羥基通常用乙酯保護(hù)，而用強酸或強堿脫保護(hù)，步驟較多，然而通過該實驗發(fā)現(xiàn)，CoCl2·6H2O/NaBH4可以取代強酸強堿，這種還原脫保護(hù)體系具有較高的化學(xué)選擇性，對鹵素、—NO2、—CN等可還原的基團(tuán)穩(wěn)定。

Zhang等[32]在研究中發(fā)現(xiàn)，KBH4/HfCl4可以在溫和的條件下將還原硝基苯甲酸乙酯為硝基芐醇，并且作者分別從溶劑、反應(yīng)溫度以及底物/ KBH4/HfCl4不同摩爾比三方面對此體系進(jìn)行了優(yōu)化。

該還原劑體系與 LiAlH4、NaBH4/CaCl2、KBH4/MgCl2等體系相比，具有反應(yīng)條件溫和（體系反應(yīng)溫度為 40℃）、高效（如羧酸及羧酸酯的產(chǎn)物收率為52%～98%）以及具有化學(xué)選擇性(底物分子中的硝基、鹵素等官能團(tuán)具有兼容性)等優(yōu)點。

2.4.2 金屬硼氫化物/鹵素

該還原體系也具有反應(yīng)條件溫和，實驗操作簡單等特點。

（1）反應(yīng)機理 Freeguard等[33]最早發(fā)現(xiàn)NaBH4與I2在THF中反應(yīng)可用來還原羧酸，他認(rèn)為這是由于硼氫化物先和鹵素反應(yīng)得到具有還原性的乙硼烷，通過乙硼烷再對底物進(jìn)行還原的緣故，反應(yīng)式如圖18。

圖18 NaBH4與I2反應(yīng)生成B2H6

隨后Prasad等[34]用該體系還原各種羧酸、酯、酰胺、腈等化合物。

（2）研究案例 近年來，Karimi等[35]將該體系用于亞砜類化合物至其硫醚產(chǎn)物的還原反應(yīng)中。這一系列研究的結(jié)果都證明了 NaBH4/I2體系在還原反應(yīng)中應(yīng)用的廣泛性。

同時，研究發(fā)現(xiàn)，其他鹵素單質(zhì)也具有增強硼氫化物還原性的能力。Drauz等[36]發(fā)現(xiàn)，NaBH4與Cl2在回流的THF中可以對羧酸衍生物進(jìn)行還原。近期，Tudge等[37]對NaBH4/ Br2體系進(jìn)行了研究（圖19），以丙二酸酯類化合物a作為研究對象，考察了包括 Red-Al、BH3?THF、BH3?DMS、I2/NaBH4、NaBH4/Br2多種還原體系。研究發(fā)現(xiàn)，用Red-Al體系時會使苯環(huán)上的 Br脫去，僅得到化合物 c；BH3?THF和 BH3?DMS還原體系得到目標(biāo)產(chǎn)物 b，收率低，且會有d和e兩種副產(chǎn)物；NaBH4/I2還原體系得到目標(biāo)產(chǎn)物b，收率為65%，仍會有d和e兩種副產(chǎn)物；而使用 NaBH4/Br2還原體系會得到94%以上的化合物b，效果最佳。

隨后，Matthew Tudge又考察了 NaBH4/I2、NaBH4/Br2、NaBH4/Br2/NaI三種還原體系對酯的還原能力?；瘜W(xué)反應(yīng)式見圖20，由圖20可知，NaBH4/Br2體系的還原效果最好。

圖19 NaBH4/ Br2還原酯

圖20 NaBH4/鹵素還原酯

這些研究大大擴(kuò)充了硼氫化物與鹵素構(gòu)成復(fù)合還原體系的研究范圍。

2.4.3 金屬硼氫化物/CH3OH

酯在THF這樣的非極性溶劑中還原，通常需要很長的反應(yīng)時間和激烈的反應(yīng)條件，而向NaBH4-THF混合物中加入一定量的甲醇可以增強反應(yīng)活性，高效地將酯還原為相應(yīng)的醇[38]。研究表明，該反應(yīng)迅速，產(chǎn)率高達(dá)88%～94%，還原時與酯基共存的其他官能團(tuán)如腈基、氨基、硝基、酰胺基、羧基等均不受影響。

（1）反應(yīng)機理 在甲醇或乙醇環(huán)境中，尤其在回流溫度下，可能由于質(zhì)子溶劑的濃度太高，NaBH4的氫被完全消耗，用NaBH4還原酯的產(chǎn)物收率低；但緩慢滴加甲醇到NaBH4和酯的混合物中，甲醇的濃度較低，可以避免NaBH4被完全消耗。由此可以看出，該體系的加料方式很重要。

（2）研究案例 Saeed等[39]對此也進(jìn)行了報道，通過該方法還原芳香羧酸甲酯僅反應(yīng)2～4h收率可達(dá)70%～92%。這種還原方法操作簡便，不需要嚴(yán)格無水的條件，而且當(dāng)苯環(huán)上含有酸、酰胺、腈、硝基等官能團(tuán)時，酯基能被選擇性還原，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

2.4.4 金屬硼氫化物/H2O

Bianco等[40]在不同溶劑中對一系列酯進(jìn)行還原后發(fā)現(xiàn)，以水和水/二烷（1∶1）為溶劑，NaBH4還原酯也可以得到很高的收率，達(dá)80%以上。

Bianco對此解釋是水作溶劑會使BH4?質(zhì)子解，放出氫氣的同時生成羥基硼氫化鈉，使溶液呈堿性。在這種條件下，NaBH4很穩(wěn)定，避免了分解，NaBH4和羥基硼氫化鈉組成的混合物是還原酯的有效還原劑。

2.4.5 金屬硼氫化物/金屬復(fù)合物

Tajbakhsh等[41]經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)一種哌嗪硼氫化鋯配體，即(Ppyz)Zr(BH4)2Cl2是一種穩(wěn)定的、高效的、且具有一定的化學(xué)選擇性的還原性復(fù)合物。該體系可以還原脂肪族、芳香族羧酸酯，并且可以得到很好的收率。

2.4.6 金屬硼氫化物/其它添加劑

Santaniello等[42]對NaBH4/PEG400體系下脂肪族、芳香族羧酸酯的還原反應(yīng)進(jìn)行了相關(guān)研究。實驗結(jié)果表明：經(jīng)過10h的反應(yīng)，大多數(shù)羧酸酯被該體系還原為相應(yīng)的醇產(chǎn)物。

3 其他還原體系

3.1 Na/醇（Bouveault-Blanc法）

Bouveault等早在1903年就發(fā)明了一種對于高級脂肪羧酯的高效還原方法，他們利用金屬鈉和無水醇直接將高級脂肪羧酯還原成相應(yīng)的伯醇。

據(jù)文獻(xiàn)報道[43]，此反應(yīng)公認(rèn)的作用機理有兩種：一種是動力學(xué)控制的碳負(fù)離子作用機理；另一種是熱力學(xué)控制的自由基作用機理。延永等[44]利用該體系還原 3,4-二羥基苯乙酸甲酯對反應(yīng)機理進(jìn)行了研究，他們分別以反應(yīng)時間和反應(yīng)溫度作為變量，測定原料轉(zhuǎn)化率后發(fā)現(xiàn)，本反應(yīng)的主導(dǎo)機理是以熱力學(xué)控制的自由基作用機理，如圖21，即首先酯從金屬鈉獲得一個電子還原為自由基負(fù)離子，然后從醇中奪取一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂苫?，再從鈉得到一個電子生成負(fù)離子，消除烷氧基成為醛，醛再經(jīng)過相同的步驟還原成醇鈉，酸化后得到相應(yīng)的醇。該方法具有簡便易操作的優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。

圖21 Bouveault-Blanc法還原酯的機理

3.2 Na/SG

Bouveault-Blanc法還原盡管很經(jīng)典，但仍有一些不容忽視的缺點，如直接使用和后處理堿金屬存在的安全隱患以及較激烈的反應(yīng)條件。為此，Bodnar等[45]用Na-SG代替了直接使用鈉塊或鈉砂，自此脂肪族酯的還原條件更加溫和，并且得到不錯的收率。作者通過實驗比較了Na-SG和鈉金屬的反應(yīng)活性，底物在THF中、0℃下用Na-SG還原收率高達(dá)99%；而同樣條件下改用鈉，以甲苯作為溶劑還原則會原料轉(zhuǎn)化率較低、收率僅為61%。由此可見，在酯還原反應(yīng)中，Na-SG比鈉金屬還原酯更加徹底。

近年來，對酯還原劑的研究一度成為重要的課題之一，但是文獻(xiàn)報道的還原劑，或由與添加劑共同構(gòu)成的復(fù)合還原體系在進(jìn)行還原反應(yīng)時仍然存在諸多缺點，一些傳統(tǒng)的還原劑如LiBH4、DIBAL-H等選擇性差，成本較高；而有的復(fù)合還原體系反應(yīng)條件激烈，收率不高。

4 結(jié) 語

由于羧酸酯的結(jié)構(gòu)特征，羧酸酯在一般條件下不易被還原為相應(yīng)的醇，就羧酸的化學(xué)還原而論，紅鋁對羧酸酯的還原具有獨特的反應(yīng)活性，而且在許多情況下表現(xiàn)出選擇性。硼烷、LiAlH4、DIBAL-H和硼氫化物也同樣可以將羧酸酯還原為相應(yīng)的醇，值得強調(diào)的是，還原性很弱的硼氫化物，在親電試劑的參與下也可以順利地還原羧酸酯成醇。通過對一些重要還原劑的比較，為酯的還原研究提供了一些新的思路和方法，使得該反應(yīng)可以以更加溫和的方式進(jìn)行，并得到更好的收率。隨著研究工作的不斷深入，反應(yīng)選擇性更好，適用范圍更廣，反應(yīng)條件更溫和的新試劑、新方法將不斷涌現(xiàn)，這將會給羧酸酯還原的領(lǐng)域帶來更新的發(fā)展。

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