12.8 : Herstellung von Aldehyden und Ketonen aus Nitrilen und Carbonsäuren

Obwohl es möglich ist, eine Carbonsäure zu einem Aldehyd zu reduzieren, verhindern starke Reduktionsmittel wie Lithiumaluminiumhydrid (LAH) eine kontrollierte Reduktion und führen stattdessen dazu, dass der erzeugte Aldehyd sofort zu einem primären Alkohol übermäßig reduziert wird.

Reduzieren von Carbonsäurederivaten wie Acylchloriden (RCOCl), Estern (RCO_2R′) und Nitrilen (RCN) unter Verwendung milderer Aluminiumhydridmittel wie Lithiumtri-tert-butoxyaluminiumhydrid [LiAlH(O-t-Bu)_3] und Diisobutylaluminiumhydrid [DIBAL- H] ermöglicht die einfache Umwandlung des Derivats in den entsprechenden Aldehyd. Dies liegt daran, dass Alkylaluminiumhydride weniger reaktiv sind als LAH, da ersteres sterisch stärker gehindert ist.

Aktuellen Studien zufolge wandelt ein Reduktionsmittel wie Diphenylsilan in Kombination mit einem luftstabilen Ni-Präkatalysator und Dimethyldicarbonat als Aktivator den größten Teil der Carbonsäure in den Aldehyd um, ohne dass es zu einer Überreduktion kommt.

In anderen Studien reduzierte ein Hydrosilan durch Photoredoxkatalyse mit sichtbarem Licht Carbonsäuren effizient zu Aldehyden.

Ketone können im Gegensatz zu Aldehyden direkt aus Carbonsäuren unter Verwendung von Organolithiumreagenzien hergestellt werden. Die Säure reagiert schnell mit zwei Äquivalenten eines Organolithiumreagens unter Bildung eines Dianions. Dieses Dianion wird protoniert, um das entsprechende Hydrat zu bilden, das ein Wassermolekül verliert, um ein Keton zu ergeben.

Aus Nitrilen lassen sich mit geeigneten Reduktionsmitteln sowohl Aldehyde als auch Ketone herstellen. Aldehyde entstehen durch teilweise Reduktion von Nitrilen in Gegenwart von DIBAL-H. Das Nitril bildet zunächst einen Aluminiumkomplex, der später durch Hydrolyse den entsprechenden Aldehyd ergibt. Nitrile können über Imin-Zwischenprodukte mithilfe von Grignard- oder Organolithium-Reagenzien zu Ketonen reduziert werden.