亞硫酸氫鈉主要有兩個性質(zhì)，一是具有還原性，二是與羰基加成?；谶@兩個化學(xué)性質(zhì)，有以下應(yīng)用。
1 還原性質(zhì)的應(yīng)用
1.1 淬滅，作為還原劑，亞硫酸氫鈉在后處理過程可以淬滅一些氧化劑如次氯酸、Oxone、NBS、鹵素等。
硫化物37與Oxone的氧化以80%的產(chǎn)率提供砜38。使用Na2S2O3的還原后處理可以破壞過量的Oxone。然而，Na2S2O3還分解為元素硫，這將影響隨后的烷基化反應(yīng)和產(chǎn)物分離。因此，亞硫酸氫鈉(NaHSO3)可作為替代的還原劑，并且在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)它不會導(dǎo)致硫的形成。
1.2 除重金屬
該反應(yīng)工藝開發(fā)初期，有兩個問題，一是有副產(chǎn)物吲哚衍生物生成，二是鈀與鐵含量較高：Pd (>2500 ppm) 、Fe (>250 ppm)。
解決方案：反應(yīng)結(jié)束后加入甲苯與20%亞硫酸氫鈉溶液，60℃攪拌1小時，過濾、分層、有機(jī)相濃縮加入正庚烷得到產(chǎn)品。(<0.1% of 4,residual Pd: 100 ppm)
解析：
此處用亞硫酸氫鈉的還原性，把鈀有離子態(tài)還原為零價態(tài)，降低其溶解度析出，與產(chǎn)品分離。
1.3 在反應(yīng)過程與后處理過程提供一個還原性氛圍，放置產(chǎn)品氧化。
2 與羰基的加成
2.1 直接去除雜質(zhì)
如上圖三個化合物，可以通過將醛轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的亞硫酸氫鹽加合物從混合物中除去醇雜質(zhì)。亞硫酸氫鹽加合物在受阻的底物上緩慢形成，因此，受阻較小的醛在此過程中富集。
醛的無水再生是必要的，以避免醛從水層中提取效率低下。這是通過在乙腈中用過量的三甲基甲硅烷基氯（TMSCl）處理亞硫酸氫鹽加合物來實(shí)現(xiàn)的。
NaHSO3與醛發(fā)生反應(yīng)生成加合物，和雜質(zhì)不發(fā)生反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的純化。如上面的反應(yīng)，乙酯491在DIBAL-H的還原下生成醛492，還會伴隨生成過度還原的醇493(4.4%)。用NaHSO3處理反應(yīng)液，與產(chǎn)物生成不溶的加合物，通過離心分離出產(chǎn)品，而雜質(zhì)醇則留在母液中。
2.2 保護(hù)基
使用亞硫酸氫鈉原位保護(hù)由臭氧產(chǎn)生的高反應(yīng)性醛。亞硫酸氫鹽加合物提供了易于表征的可分離的中間體。將加合物直接進(jìn)行下一還原胺化步驟，而無需在單獨(dú)的步驟中再生醛。
2.3 重結(jié)晶純化產(chǎn)品
醛被轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的亞硫酸氫鹽加合物，其為晶體，可以分離。
2.4 分離異構(gòu)體
在碳酸氫鈉存在下用飽和亞硫酸氫鈉水溶液處理乙醇中的丁香酮（作為異構(gòu)體的混合物）導(dǎo)致β-亞硫酸氫鹽加合物的沉淀。通過在水中加熱分解亞硫酸氫鹽β加合物，接著用乙醚萃取，得到所需的丁香酮β-異構(gòu)體。
2.5 便于中間體醛的純化
4-羥甲基-2-甲基吡啶90的合成涉及醛(88)的還原。由于90并非易結(jié)晶物質(zhì)，因此在不進(jìn)行色譜分析的情況下純化90是一個挑戰(zhàn)。
使用亞硫酸氫鹽加合物89作為醛替換品制備乙醇90。通過用二氧化硫(H2SO3)水溶液處理88獲得了89的制備液。所得亞硫酸氫鹽加合物89是一種表現(xiàn)良好的結(jié)晶、自由流動固體。最終，通過純化亞硫酸氫鹽加合物89，實(shí)現(xiàn)了合成90的工藝，該工藝便捷且無需色譜純化。
2.6 醛氧化為酸時，防止羧基脫羧
醛類(如65)轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的酸(66)時，由于C-C鍵斷裂相關(guān)的副反應(yīng)，在常見的氧化條件下，產(chǎn)品收率較低。在所有情況下，均觀察到副產(chǎn)物(脫酸副產(chǎn)物酮67)。
不使用醛類65，使用其亞硫酸氫鈉加合物68(65與亞硫酸氫鈉反應(yīng)后容易獲得)作為醛替換品。采用DMSO/Ac2O，加合物68方便地氧化成66(見下圖)。
根據(jù)不同的淬滅方法，酮基磺酸鹽69與堿性水溶液、NaOMe/MeOH或氨水反應(yīng)可獲得高收率的酸66a、甲酯66b或酰胺66c。
2.7 Strecker 反應(yīng)
通過醛78與芐胺和三甲基硅烷基氰化物(TMSCN)進(jìn)行的Stecker反應(yīng)來制備a-氨基腈79(條件a)存在兩個主要缺陷：
78的不穩(wěn)定問題從而引起的純化問題；
使用昂貴的TMSCN
因此，使用亞硫酸氫鈉水溶液(1.1當(dāng)量)將醛78轉(zhuǎn)化為水溶性亞硫酸氫鹽加合物80(條件b)，可以通過萃取來簡單純化78和在雙相反應(yīng)條件下使用更便宜的NaCN。