Reduktion mit Natriumborhydrid: Übungen und Mechanismus
NaBH₄ liefert ein Hydrid an das Carbonyl-C-Atom: Aldehyd → primärer, Keton → sekundärer Alkohol. Es kommt kein Kohlenstoff dazu.
Beispiel
NaBH₄ überträgt ein Hydrid-Ion auf das Carbonyl-C-Atom. Aldehyde werden zu primären, Ketone zu sekundären Alkoholen reduziert. Ester und Carbonsäuren reagieren mit dem milden NaBH₄ nicht.
Mechanismus Schritt für Schritt
- 1
Das Borhydrid überträgt ein Hydrid-Ion (H⁻) auf das partiell positive Carbonyl-C.
- 2
Die C=O-Bindung klappt zum Alkoholat (R–O⁻) um.
- 3
Das Lösungsmittel Methanol (oder die wässrige Aufarbeitung) protoniert das Alkoholat zum Alkohol.
Übungsaufgaben
Welches Produkt entsteht, welches Reagenz braucht es? Nach jeder Antwort siehst du die Erklärung.
Welches Hauptprodukt entsteht?
Hintergrund
Mechanismus Schritt für Schritt
1. Das Borhydrid-Ion überträgt ein Hydrid (H⁻) auf den Carbonylkohlenstoff, die C=O-Bindung klappt zum Sauerstoff auf. 2. Es entsteht ein Alkoxid. 3. Das Lösungsmittel (Methanol, Ethanol oder Wasser) oder die Aufarbeitung protoniert das Alkoxid zum Alkohol. Aus Aldehyden werden primäre, aus Ketonen sekundäre Alkohole.
Was NaBH₄ reduziert und was nicht
NaBH₄ ist ein mildes Reduktionsmittel: Aldehyde und Ketone ja, Ester, Carbonsäuren, Amide und Nitrile unter normalen Bedingungen nicht. Auch C=C-Doppelbindungen bleiben erhalten. Dadurch kann man gezielt eine Ketogruppe neben einem Ester reduzieren. Für Ester und Säuren braucht man das viel stärkere LiAlH₄.
NaBH₄ oder LiAlH₄?
NaBH₄ verträgt Alkohole und Wasser als Lösungsmittel und ist einfach zu handhaben. LiAlH₄ reagiert heftig mit Wasser, braucht trockenen Ether oder THF und eine vorsichtige Aufarbeitung, reduziert dafür fast alle Carbonylverbindungen.
Typische Fehler
- Die C=O-Gruppe wird nicht ganz entfernt. NaBH₄ reduziert nur bis zum Alkohol; bis zum CH₂ geht es erst mit Wolff-Kishner oder Clemmensen.
Oft verwechselt mit: Grignard-Reaktion · Wittig-Reaktion
Häufige Fragen
Warum reduziert NaBH₄ keine Ester?
Ester sind durch die Mesomerie mit dem O-Atom weniger elektrophil; das milde NaBH₄ reicht dafür nicht.
Wie viele Hydride liefert ein NaBH₄?
Bis zu vier, also kann ein Mol NaBH₄ theoretisch vier Mol Keton reduzieren.
Wie läuft die Reduktion mit NaBH₄ ab (Mechanismus)?
Hydrid-Übertragung vom Borhydrid auf den Carbonylkohlenstoff, dabei entsteht ein Alkoxid; anschließend nimmt das Alkoxid ein Proton vom Lösungsmittel oder bei der Aufarbeitung auf und wird zum Alkohol.
Reduziert NaBH₄ Ester?
Unter normalen Bedingungen nicht, oder nur sehr langsam. Ester reduziert man mit LiAlH₄ zum primären Alkohol oder mit DIBAL-H bei −78 °C zum Aldehyd.