Natri borohydride

Bohydride natri hay natri bohydride, tetrahydroborat natri hoặc natri tetrahydroborat là một hợp chất vô cơcông thức hóa học NaBH4. Ở nhiệt độ phòng, nó là chất rắn màu trắng, thường gặp dưới dạng bột, là tác nhân khử chuyên ngành được sử dụng trong sản xuất dược phẩm cũng như các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác. Nó hòa tan trong metanolnước, nhưng phản ứng với cả hai khi không có mặt base[2].

Natri borohydride
Sodium-borohydride-3D-vdW.png
NaBH4.png
Danh pháp IUPACNatri boranua
Nhận dạng
Số CAS16940-66-2
PubChem4311764
Số EINECS241-004-4
MeSHSodium+borohydride
ChEBI50985
Số RTECSED3325000
Ảnh Jmol-3Dảnh
SMILES
InChI
ChemSpider26189
Tham chiếu Gmelin23167
Thuộc tính
Công thức phân tửNaBH4
Khối lượng mol37,83176 g/mol
Bề ngoàichất rắn màu trắng
Khối lượng riêng1,074 g/cm³
Điểm nóng chảy 400 °C (673 K; 752 °F)[1]
Điểm sôi 500 °C (773 K; 932 °F) (phân hủy)[1]
Các nguy hiểm
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
2
2
W
Các hợp chất liên quan
Anion khácNatri cyanobohydride
Natri hydride
Borax
Cation khácBohydride lithi
Hợp chất liên quanHydride nhôm lithi
Trừ khi có ghi chú khác, dữ liệu được cung cấp cho các vật liệu trong trạng thái tiêu chuẩn của chúng (ở 25 °C [77 °F], 100 kPa).

Hợp chất này được H. I. Schlessinger phát hiện trong thập niên 1940, khi ông là người dẫn đầu nhóm phát triển các loại bohydride kim loại cho các ứng dụng thời chiến[3].

Tổng hợpSửa đổi

Bohydride natri được điều chế bằng phản ứng của natri hydride với trimetylborat ở 250–270 ℃:

B(OCH3)3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaOCH3

Nó cũng có thể tạo ra từ phản ứng của NaH với thủy tinh bosilicat dạng bột[4]

NaBH4 có thể được tái kết tinh bằng cách hòa tan trong diglyme (ete bis(2-methoxyethyl)) ấm (50 ℃) sau đó làm nguội dung dịch[5].

Phản ứngSửa đổi

Các ứng dụng tổng hợp hữu cơSửa đổi

Bohydride natri khử các andehitxeton thành rượu, cũng như các dẫn xuất của các axit carboxylic hoạt hóa hơn như các acyl chloridethiol este. Tuy nhiên, không giống như tác nhân khử mạnh hydride nhôm lithi, sử dụng duy nhất của NaBH4 với các điều kiện phản ứng vừa phải sẽ không khử các este, amit hoặc các axit carboxylic[2]. Một ví dụ của sử dụng bohydride natri là sản xuất công nghiệp của fexofenadin, trong đó có một công đoạn khử[6]:

 

Các tác nhân khử liên quanSửa đổi

Độ hoạt động của các tác nhân khử bohydride có thể được giảm đi bởi sự ổn định liên kết bo-hydride. Điều này có thể thực hiện bằng cách gắn một các nhóm lớn về mặt không gian hoặc các nhóm thu hút electron. Các nhóm axetyl (natri triaxetoxybohydride, (NaBH(OCOCH3)3) hoặc cyano (natri cyanobohydride (NaCNBH3)) đã từng được sử dụng cho mục đích này. Kết quả là chúng có ứng dụng trong phản ứng amin hóa khử. Tại đây, trung gian imin phải được khử chọn lọc trong sự hiện diện của vật liệu khởi động là anđehyt hoặc xeton.

Các tác nhân khử mạnh hơn có thể sinh ra bằng cách gây mất ổn định liên kết bo-hydride. Nó được tìm thấy trong các hợp chất như các siêu hydride (trietylbohydride lithi) và L-selectride (tri-sec-butylbohydride lithi)[7]

Các phản ứng khácSửa đổi

 
Mô hình cầu que của Zr(BH4)4

oxy hóa NaBH4 bằng iod trong tetrahydrofuran tạo ra phức chất BH3-THF, có thể khử được các este. Tương tự như hệ NaBH4–MeOH, tạo thành bằng cách bổ sung metanol vào bohydride natri trong THF chảy ngược khử các este thành các rượu tương ứng, chẳng hạn benzyl benzoat thành rượu benzyl[8].

BH4 là một phối thể tốt cho các ion kim loại. Các phức chất bohydride như thế thông thường được điều chế bằng phản ứng của NaBH4 (hoặc LiBH4) đối với các halide kim loại tương ứng, chẳng hạn Zr(BH4)4.

Tế bào nhiên liệuSửa đổi

Bohydride natri cũng được sử dụng trong các hệ thống tế bào nhiên liệu thực nghiệm. Là nhiên liệu, nó ít dễ bắt cháy và ít bay hơi hơn so với xăng nhưng có tính ăn mòn cao hơn. Nó tương đối thân thiện môi trường do độc tính thấp của các borat. Hydro được sinh ra cho các tế bào nhiên liệu bằng phân hủy có chất xúc tác trong dung dịch nước của bohydride:

NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2

Xem thêmSửa đổi

Tham khảoSửa đổi

  1. ^ a b Dữ liệu MSDS
  2. ^ a b Banfi L.; Narisano E.; Riva R. Sodium Borohydride trong Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Chủ biên: L. Paquette), 2004, J. Wiley & Sons, New York,doi:10.1002/047084289X.rs052.
  3. ^ Schlesinger H. I.; Brown H. C.; Abraham B.; Bond A. C.; Davidson N.; Finholt A. E.; Gilbreath J. R.; Hoekstra H.; Horvitz L.; Hyde E. K.; Katz J. J.; Knight J.; Lad R. A.; Mayfield D. L.; Rapp L.; Ritter D. M.; Schwartz A. M.; Sheft I.; Tuck L. D.; Walker A. O. New developments in the chemistry of diborane and the borohydrides. General summary, Journal of the American Chemical Society, 1953, quyển 75, trang 186–90, doi:10.1021/ja01097a049.
  4. ^ Schubert F.; Lang K.; Burger A. Alkali metal borohydrides (Bayer), 1960. Bằng sáng chế của Đức số DE 1088930 19600915 (ChemAbs: 55:120851). Phụ trương của Ger. 1.067.005 (CA 55, 11778i). Từ bản tóm tắt: Alkali metal borosilicates are treated with alkali metal hydrides in approx. 1:1 ratio at >100° with or without H pressure.
  5. ^ Brown H. C. Organic Syntheses via Boranes, John Wiley & Sons, Inc. New York: 1975. ISBN 0-471-11280-1. trang 260–1.
  6. ^ Special feature section: Hydride reductions Christian T. Goralski và Bakthan Singaram Org. Process Res. Dev.; 2006; 10(5) trang 947 - 948; (chủ biên). doi:10.1021/op0601363.
  7. ^ Seyden-Penne, J. "Reductions by the Alumino- and Borohydrides in Organic Synthesis"; VCH–Lavoisier: Paris, 1991.
  8. ^ Jorge C.S. da Costa & Karla C. Pais, Elisa L. Fernandes, Pedro S. M. de Oliveira, Jorge S. Mendonça, Marcus V. N. de Souza, Mônica A. Peralta, và Thatyana R.A. Vasconcelos (2006). “Simple reduction of ethyl, isopropyl and benzyl aromatic esters to alcohols using sodium borohydride-methanol system” (PDF). Arkivoc: 128–133. Truy cập ngày 29 tháng 8 năm 2006.Quản lý CS1: sử dụng tham số tác giả (liên kết)

Liên kết ngoàiSửa đổi