LiAlH4 Reduction of an Ester
LiAlH4によるエステル還元
LiAlH4によるエステル還元：安息香酸メチル（PhCO2CH3）→ ベンジルアルコール（PhCH2OH、第一級アルコール）＋メタノール。LiAlH4がヒドリド（H⁻）を2回渡してエステルを第一級アルコールまで還元する反応。
出発物から生成物へ
反応の基本形
R–CO–OR' → R–CH₂OH + R'OH
強力なヒドリド源LiAlH₄がエステルにH⁻を2回渡し、第一級アルコールまで還元する反応である。
反応機構（段ごと）
巻矢印はA＝攻撃 / B＝脱離・π形成 / C＝プロトン移動。本文の (A)(B)(C) は図中の同色の矢印を指します。
1回目のヒドリド付加（四面体中間体）
試薬・条件LiAlH4
LiAlH4のヒドリド電子対を伴った水素（H⁻）。還元剤からカルボニルの炭素へ移って還元する。H20（電子対を持つH⁻）がエステルのカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。炭素C7を攻撃して新しいC7–H20結合を作る(A)。玉突きでC7=O8のπ電子が酸素O8へ降りてアルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。(O⁻)になる(B)。C7がsp3の四面体中間体カルボニルに求核剤が付き、炭素がsp3の四面体形になった中間体。になる。Li⁺・AlH3は対イオン/副生。
Q.なぜヒドリドがカルボニル炭素を攻めるのか
A.Al–H結合の水素は電子豊富なヒドリド（H⁻）として働き、電子不足なカルボニル炭素（δ+電気陰性度の差で結合の電子が偏り、δ＋とδ－の部分電荷が生じること。）へ電子対ごと渡るから。金属水素化物はカルボニルへのヒドリド求核付加求核剤がカルボニルなどの二重結合に付き、π結合が開いて新しい結合ができる反応。剤。
メトキシド脱離（アルデヒド生成）
アルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。のO8孤立電子対結合に使われず、原子の上に対で残っている非共有の電子対。求核剤として攻める手になる。がC7=O8のカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。πを再生し(B)、玉突きでC7–O9結合の電子がO9へ降りてメトキシド⁻が脱離する(B, 脱離矢印)。四面体中間体カルボニルに求核剤が付き、炭素がsp3の四面体形になった中間体。が崩れてアルデヒド（ここではベンズアルデヒド、C7にH20が付いた–CHO）になる。エステル還元がアルデヒドを経由する段。
2回目のヒドリド付加（アルコキシド）
試薬・条件LiAlH4
2回目のヒドリド電子対を伴った水素（H⁻）。還元剤からカルボニルの炭素へ移って還元する。H30がアルデヒド（ベンズアルデヒド）のカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。炭素C7を攻撃して新しいC7–H30結合を作る(A)。玉突きでC7=O8のπ電子が酸素O8へ降りてアルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。(O⁻)になる(B)。C7はH2つを持つ第一級アルコキシド（–CH2O⁻＝ベンジルアルコキシド）になる。
後処理：プロトン化（第一級アルコール完成）
試薬・条件H3O⁺
後処理の酸でアルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。O8⁻がプロトンH41を受け取り(C)、O40–H41の結合電子がO40へ戻って水になる(B)。中性の第一級アルコール＝ベンジルアルコール（PhCH2OH）が完成する。エステルがヒドリド電子対を伴った水素（H⁻）。還元剤からカルボニルの炭素へ移って還元する。2回で第一級アルコールまで還元された。
なぜこう進むのか
- 原理
- LiAlH4は強力なヒドリド電子対を伴った水素（H⁻）。還元剤からカルボニルの炭素へ移って還元する。（H⁻）供与体。エステルに対し『1回目のヒドリド付加→四面体中間体カルボニルに求核剤が付き、炭素がsp3の四面体形になった中間体。→メトキシドが脱離してアルデヒド→2回目のヒドリド付加→アルコキシドアルコールのO–Hが外れ、酸素上に負電荷を持った陰イオン。強い求核剤・塩基である。→後処理でプロトン化分子が水素イオン（H⁺、プロトン）を1つ受け取る操作。酸性条件でよく起こる。して第一級アルコール』と進む。ヒドリドを2回渡してエステルを–CH2OHまで落とす。
- 選択性
- Q.なぜアルデヒドで止まらず第一級アルコールまで行くのか
A.中間で生じるアルデヒド（ここではベンズアルデヒド）は出発エステルよりカルボニル炭素と酸素が二重結合したC=O構造。炭素が電子不足で、求核剤に攻められる。の反応性が高く、系中のLiAlH4がすぐ2回目のヒドリドを渡すから、–CH2OH（第一級アルコール）まで一気に進む。アルデヒドの段階で止めたいときは、より穏やかで低温のDIBAL-Hなどを使う。 - 駆動力
- Al–H結合からヒドリドがカルボニル炭素へ渡り、強いO–Al結合（アルコキシドのルイス酸電子対を受け取る側の酸。空いた軌道を持ち、相手の孤立電子対を迎え入れる。付加体）ができるのが駆動力。後処理の水でO–H（アルコール）に変わる。
近い反応・対になる反応
同じ中間体・対になる選択性・連続する変換など、位置の近い反応です。反応マップで全体の中での位置も見られます。
機構の正しさを機械で確かめる
原子の保存・電子の流れ・生成物への到達を機械で検証しています。妥当な経路は複数ありえます。
検算の内訳を見る
| 矢印⇄結合変化の整合 | 整合 — fail=0 / check=0（全4段） |
|---|---|
| 電荷保存 | 保存 — 全段で電荷保存 |
| 中間体の鎖の連続 | 連続 — 中間体の鎖が連続 |
| 生成物への到達（内部整合） | 到達 — 看板の生成物が機構中で実際に生成 |
| 生成物の分子式 | C7H8O |
| PubChem 照合 | 未照合 — キャッシュに結果なし |