NaBH₄によるケトンの還元

原理

NaBH₄は電気陰性度結合の電子対を引き寄せる強さの尺度。大きい原子ほど電子を引き、分極を生む。の低いホウ素にH4が付いた塩で、B–H結合が分極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。してH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。（H⁻）として振る舞う。このヒドリドが電子の薄い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（δ⁺）を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。し、C=Oのπ電子が酸素に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。ここまでで炭素の還元は完了し、あとはプロトン性溶媒（MeOH）や水の後処理でO⁻にプロトンが付いてアルコールになる。ケトンなのでヒドリドは1回だけ入り、生成物は第二級アルコール。アルデヒドなら第1級アルコール、ケトンなら第2級アルコールになる。

選択性

Q.なぜNaBH₄を使うのか（LiAlH₄との使い分け）
A.NaBH₄は穏やかな還元剤で、アルデヒド・ケトンは還元するがエステルとは通常反応しない。だから水やアルコールを溶媒に使える扱いやすさがあり、エステルなど他の官能基を残したいときに向く。対してLiAlH₄はAlの方がHを出しやすく反応性が高く、エステルも第1級アルコールまで還元してしまう（水と激しく反応するので無水条件が要る）。ここはアセトン（ケトン）を第2級アルコールにするだけなので、穏やかなNaBH₄で十分。

駆動力

B–H結合のヒドリドが電子不足のカルボニル炭素へ電子対ごと渡り、弱いπ結合が切れて安定なO–H（後処理後のアルコール）とC–H結合ができるのが駆動力。カルボニル還元は基本的に不可逆で生成側に進む。

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