10.6
Alkohole können aus Carbonylverbindungen hergestellt werden, indem zwei Wasserstoffatome über die Doppelbindung hinzugefügt werden.
Diese Reduktion ist wichtig für die Synthese von essentiellen Molekülen wie dem Parfümwirkstoff Muscone und dem Antidepressivum Prozac.
Während Aldehyde, Carbonsäuren und Ester zu primären Alkoholen reduziert werden, werden Ketone zu sekundären Alkoholen reduziert.
Die klassische Methode ist die katalytische Hydrierung mit Hilfe von Wasserstoff- und Übergangsmetallkatalysatoren. Dies erfordert jedoch eine hohe Temperatur und einen hohen Druck und reduziert auch die im Molekül vorhandenen Kohlenstoff-Kohlenstoff-Mehrfachbindungen.
Das Laborverfahren beinhaltet die schrittweise Zugabe von nukleophilen Hydrid-Ionen aus Natriumborhydrid, Lithiumaluminiumhydrid und deren Derivaten in einer irreversiblen Reaktion, gefolgt von einer Protonierung mit Lösungsmittel oder Säure. Bei dieser Methode wird die Carbonylgruppe im Vergleich zur Hydrierung selektiv reduziert.
In unsymmetrischen Ketonen kann die planare Carbonylgruppe mit gleicher Wahrscheinlichkeit von beiden Seiten aus einen nukleophilen Hydridangriff erfahren. Dadurch wird ein chirales tetraedrisches Zwischenprodukt erzeugt, das ein Paar enantiomerener Produkte ergibt.
Die Reduktion durch Natriumborhydrid erfolgt in polaren protischen Lösungsmitteln. Lithium-Aluminiumhydrid hingegen benötigt trockene, aprotische Lösungsmittel, um seine heftige Reaktion mit Protonendonatoren zu vermeiden.
Lithium-Aluminiumhydrid ist ein stärkeres Reduktionsmittel – und daher reaktiver – als Natriumborhydrid, da die Aluminium-Wasserstoff-Bindung im Vergleich zur Bor-Wasserstoff-Bindung polarer ist.
Dieser Unterschied in der Reaktivität spiegelt sich in der Leichtigkeit wider, mit der verschiedene Carbonylgruppen durch die beiden Hydridreagenzien selektiv reduziert werden.
Zur Veranschaulichung: Natriumborhydrid kann ein Keton in Gegenwart eines Esters selektiv reduzieren, im Gegensatz zu Lithiumaluminiumhydrid, das keine selektive Reduktion der Ketongruppe zulässt.
Lithiumborhydrid und Boran sind nützliche Reagenzien mit entgegengesetzter Chemoselektivität bei der Reduktion von Estern bzw. Säuren.
Die Reduktion ist eine einfache Strategie zur Umwandlung einer Carbonylgruppe in eine Hydroxylgruppe. Die drei wichtigsten Wege zur Reduktion von Carb…
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