Цианоборогидрид натрияпредставляет собой органическое соединение, которое можно использовать для восстановления ацильных соединений и других органических соединений, поэтому оно является одним из обычно используемых восстановителей в органическом синтезе. Ниже приведены два распространенных способа синтеза цианоборогидрида натрия:
1. Реакция цианида натрия и боргидрида натрия
Цианид натрия и боргидрид натрия сначала смешивают и реагируют при комнатной температуре. Цианоборогидрид натрия и водород образуются в ходе реакции:
NaCN плюс NaBH4→ NaBH3Китайская плюс Н2
После реакции полученный цианоборгидрид натрия можно получить фильтрованием и сушкой в вакууме с получением чистого продукта.
Подробные этапы реакции следующие:
(1) В сухой среде смешайте цианид натрия и боргидрид натрия в молярном соотношении 1:1 и добавьте смесь к сухому безводному метанолу.
(2) Добавьте смесь метанола в реактор и нагрейте до температуры реакции при перемешивании. Обычно температура реакции составляет 0-5 градусов, и ее можно регулировать с помощью бани со льдом и солью.
(3) Медленно добавляйте по каплям соответствующее количество воды в реакционную смесь, чтобы ускорить реакцию. В ходе реакции метанол разлагается на формальдегид и газообразный водород, а цианид натрия и боргидрид натрия реагируют с образованием NaBH3CN.
(4) После завершения реакции реакционную смесь фильтруют для удаления остаточного твердого вещества, а затем продукт промывают водой или метанолом.
2. Реакция цианида натрия и треххлористого бора
Цианид натрия и трихлорид бора сначала смешивают и реагируют при комнатной температуре. В результате реакции образуются цианид и водород, а также промежуточный трихлорид бороцианид натрия (NaCN·BCl3). Затем добавляли серную кислоту, промежуточное соединение гидролизовали и сушили в вакууме с получением цианоборгидрида натрия:
NaCN плюс BCl3→ NaCN BCl3
NaCN BCl3плюс Н2О плюс Н2ТАК4→ NaBH3Китайская плюс Н3БО3плюс NaHSO4
Процесс реакции относительно прост, этапы следующие:
(1) Смешайте цианид натрия и трихлорид бора в молярном соотношении 1:1 и добавьте достаточное количество ацетонитрила, ДМФ или ДМСО и других органических растворителей.
(2) Медленно добавьте разбавленную кислоту (такую как HCl или H2ТАК4) в реакционную смесь при перемешивании, и можно наблюдать, что смесь превращается в белую суспензию во время реакции.
(3) Реакцию обычно проводят при комнатной температуре, и для поддержания температуры реакции можно использовать охлаждающую воду или воду со льдом, и реакция обычно занимает 2-4 часов.
(4) После завершения реакции реакционную смесь разбавляют водой, затем продукт промывают раствором неорганической соли (например, раствором ацетата натрия) и, наконец, промывают этанолом.
(5) Высушите промытый продукт для получения NaBH высокой чистоты.3CN.
Оба вышеперечисленных метода позволяют получить цианоборгидрид натрия, но первый метод более удобен, поэтому чаще встречается в лаборатории.
Вот некоторые другие синтетические методы синтеза цианоборогидрида натрия:
1. Метод треххлористого бора:
После смешивания бората натрия и синильной кислоты добавляют треххлористый бор и нагревают до получения NaBH3CN.
Выполните следующие действия:
(1) В сухой среде смешайте трихлорид бора и метанол в молярном соотношении 1:1.
(2) Медленно добавляйте синильную кислоту при перемешивании, и в реакционной смеси образуется цианид бора. В ходе реакции наблюдалось изменение цвета смеси от темно-красного до оранжевого, а затем до светло-желтого.
(3) Добавьте цианид натрия и достаточное количество метанола и продолжайте перемешивание реакционной смеси. На этом этапе цианид бора реагирует с цианидом натрия с образованием NaBH.3CN и NaCl.
(4) После завершения реакции реакционную смесь фильтруют для удаления остаточного твердого вещества. Затем продукт промывают водой или метанолом.
(5) Наконец, промытый продукт сушат для получения NaBH высокой чистоты.3CN.
2. Формальдегидный метод:
После смешения формальдегида и синильной кислоты добавляют гидроксид натрия под действием щелочи с получением NaBH3CN.
Конкретные шаги заключаются в следующем:
(1) Смешайте формальдегид и цианид натрия в молярном соотношении 2:1 и добавьте достаточное количество ацетонитрила, ДМФ или ДМСО и других органических растворителей.
(2) Медленно добавляйте цианид бора при перемешивании, обычно количество цианида бора в 1,2-1,5 раза превышает количество формальдегида, и его можно разбавлять органическими растворителями, такими как ацетонитрил, ДМФА или ДМСО.
(3) После добавления цианида бора продолжайте перемешивать реакционную смесь. Реакцию обычно проводят при комнатной температуре, а pH необходимо контролировать примерно на нейтральном уровне. Время реакции обычно составляет несколько часов.
(4) После реакции реакционную смесь можно разбавить водой, продукт промывают раствором неорганической соли (например, раствором ацетата натрия) и, наконец, промывают этанолом.
(5) Высушите промытый продукт для получения NaBH высокой чистоты.3CN.
3. Акрилонитриловый метод:
После смешивания акрилонитрила и синильной кислоты добавляют гидроксид натрия и борную кислоту для получения NaBH3CN.
Конкретные шаги заключаются в следующем:
(1) Смешайте акрилонитрил и цианид натрия в молярном соотношении 1:1,5 и добавьте достаточное количество органического растворителя, такого как метанол или ацетонитрил.
(2) Медленно добавляйте цианид бора при перемешивании, обычно количество цианида бора в 1,2-1,5 раза превышает количество акрилонитрила, и его можно разбавить органическим растворителем.
(3) После добавления цианида бора продолжайте перемешивать реакционную смесь. Температура реакции обычно равна комнатной температуре, а время реакции обычно составляет несколько часов.
(4) После реакции реакционную смесь можно разбавить водой, продукт промывают раствором неорганической соли (например, раствором ацетата натрия) и, наконец, промывают этанолом.
(5) Высушите промытый продукт для получения NaBH высокой чистоты.3CN.
4. Метод гидроцианата натрия:
После смешивания гидроцианата натрия и гидроксида натрия добавьте боргидрид натрия и нагрейте до 60 градусов, чтобы получить NaBH3CN.
Конкретные шаги заключаются в следующем:
(1) Смешайте цианид натрия и гидроцианат натрия в молярном соотношении 2:1 и добавьте достаточное количество воды.
(2) Медленно добавляйте гидроксид натрия при перемешивании, пока значение pH раствора не достигнет 10-11.
(3) Затем медленно добавьте синильную кислоту, чтобы контролировать значение pH на уровне около 7-8, что обычно требует непрерывного перемешивания и нагревания (около 60 градусов).
(4) При перемешивании и нагревании медленно добавляйте цианид бора, обычно количество цианида бора в 1,{2}},5 раза превышает количество синильной кислоты, и его можно разбавить водой.
(5) После реакции продукт можно промыть раствором неорганической соли (например, раствором ацетата натрия) и, наконец, промыть этанолом.
(6) Высушите промытый продукт для получения NaBH высокой чистоты.3CN.
Среди этих других синтетических методов метод треххлористого бора является одним из наиболее часто используемых методов. Другие методы также могут быть реализованы в лаборатории, но необходимо выбрать наиболее подходящий метод производства в соответствии с экспериментальной средой и собственными потребностями.