また基質にアルコールなどのプロトン化剤を混ぜて同時に添加することもある。
なお、先に基質を添加してから、過剰の溶媒和電子の生成により溶液が青くなるまで金属を少しずつ加えていく方法もある。
反応が完了したら、塩化アンモニウムやアルコール、水などのプロトン化剤をゆっくりと添加して過剰の溶媒和電子を消費させる。
その後、反応容器の冷却を止めてアンモニアを反応容器から蒸発させて除き、残渣を処理して目的物を得る。
反応機構.
まず溶媒和電子が基質と反応してアニオンラジカルが生成する。
これが反応後に添加されるプロトン化剤によってプロトン化されて最終生成物となる。
このような基質では還元を進行させるには基質とともにプロトン化剤を添加しておく必要がある。
そしてこれがプロトン化されて最終生成物となる。
各官能基の還元.
ベンゼン環.
バーチ還元においてもっとも重要なタイプの反応である。
反応の進行にはプロトン化剤の添加が必要である。
ただし、ホルミル基やシアノ基、ニトロ基、ハロゲンなどはこの条件で優先して還元されてしまう。
アルキン.
末端アルキンではアンモニウム塩のプロトン化剤の添加が必要である。
ベンジル位のヘテロ原子.
ベンジル位の炭素原子と窒素、酸素、硫黄、ハロゲンなどのヘテロ原子との結合は開裂して還元される。
この方法は保護基として使用したベンジル基の除去に用いることができる。
ベンジル基の除去にはパラジウム触媒による水素化分解も利用されるが、アルケンを分子内に持つ基質では二重結合も水素化される可能性があり、ベンジルスルフィドはそれ自身が触媒毒となるため水素化分解はうまく進行しない。
しかしアルケンはバーチ還元の条件では通常還元されず、硫黄化合物も反応を妨害しないためそういった基質に適用できる。
カルボニル化合物.
アルデヒドとケトンはアルコールに還元される。
ベンジル位ではさらに還元されてメチレン基になる。
カルボン酸は反応しない。
脂肪族のエステルはプロトン化剤があるとアルコールに還元される。
プロトン化剤が無い場合には加水分解のみが起こる。
脂肪族のアミドはプロトン化剤があるとアルデヒドに還元される。
芳香族のエステルやアミドは反応しにくい。
アルデヒドやケトンではプロトン化剤があるとカルボニル基も還元される。
バーチ還元よりも還元力が高い。