Cianoborohidrur de sodiés un compost orgànic que es pot utilitzar per reduir compostos acils i altres compostos orgànics, per la qual cosa és un dels agents reductors més utilitzats en la síntesi orgànica. Les següents són dues vies sintètiques comunes de cianoborohidrur de sodi:
1. Reacció del cianur de sodi i el borohidrur de sodi
Primer es barregen el cianur de sodi i el borohidrur de sodi i es fan reaccionar a temperatura ambient. Durant la reacció es generen cianoborohidrur de sodi i hidrogen:
NaCN més NaBH4→ NaBH3CN més H2
Després de la reacció, el cianoborohidrur de sodi resultant es pot obtenir filtrant i assecant al buit per obtenir el producte pur.
Els passos detallats de la reacció són els següents:
(1) En un ambient sec, barregeu cianur de sodi i borohidrur de sodi en una proporció molar d'1:1 i afegiu la barreja a metanol anhidre sec.
(2) Afegiu la barreja de metanol al reactor i escalfeu-lo a la temperatura de reacció amb agitació. Normalment, la temperatura de reacció és de 0-5 graus, que es pot controlar amb un bany de gel i sal.
(3) Afegiu lentament una quantitat adequada d'aigua gota a gota a la barreja de reacció per afavorir la reacció. Durant la reacció, el metanol es descompon en formaldehid i hidrogen gasós, mentre que el cianur de sodi i el borohidrur de sodi reaccionen per formar NaBH3CN.
(4) Un cop finalitzada la reacció, la barreja de reacció es filtra per eliminar el sòlid residual i, a continuació, es renta el producte amb aigua o metanol.
2. Reacció del cianur de sodi i el triclorur de bor
Primer es barregen el cianur de sodi i el triclorur de bor i es fan reaccionar a temperatura ambient. La reacció produeix cianur i hidrogen, i forma el borocianur de triclorur de sodi intermedi (NaCN·BCl3). A continuació, es va afegir àcid sulfúric, l'intermedi es va hidrolitzar i es va assecar al buit per donar cianoborohidrur de sodi:
NaCN més BCl3→ NaCN BCl3
NaCN BCl3més H2O més H2TAN4→ NaBH3CN més H3BO3més NaHSO4
El procés de reacció és relativament senzill, els passos són els següents:
(1) Barregeu cianur de sodi i triclorur de bor en una proporció molar d'1:1 i afegiu-hi una quantitat suficient d'acetonitril, DMF o DMSO i altres dissolvents orgànics.
(2) Afegiu lentament àcid diluït (com ara HCl o H2TAN4) a la mescla de reacció sota agitació, i es pot observar que la mescla es converteix en una suspensió blanca durant la reacció.
(3) La reacció es realitza generalment a temperatura ambient i es pot utilitzar aigua de refrigeració o aigua gelada per mantenir la temperatura de reacció, i la reacció sol trigar 2-4 hores.
(4) Un cop finalitzada la reacció, diluïu la barreja de reacció amb aigua, després renteu el producte amb una solució de sal inorgànica (com una solució d'acetat de sodi) i, finalment, renteu-vos amb etanol.
(5) Assecar el producte rentat per obtenir NaBH d'alta puresa3CN.
Els dos mètodes anteriors poden preparar cianoborohidrur de sodi, però el primer mètode és més convenient, de manera que és més comú al laboratori
Aquests són alguns altres mètodes sintètics per a la síntesi de cianoborohidrur de sodi:
1. Mètode de triclorur de bor:
Després de barrejar borat de sodi i àcid cianhídric, s'afegeix triclorur de bor i s'escalfa per obtenir NaBH3CN.
Procediu de la següent manera:
(1) En un ambient sec, barregeu triclorur de bor i metanol en una proporció molar d'1:1.
(2) Afegiu lentament àcid cianhídric en condicions d'agitació i la barreja de reacció produirà cianur de bor. Durant el transcurs de la reacció, es va observar que la mescla canviava de vermell fosc a taronja i després a groc clar.
(3) Afegiu cianur de sodi i una quantitat suficient de metanol i continueu agitant la barreja de reacció. En aquest pas, el cianur de bor reacciona amb el cianur de sodi per formar NaBH3CN i NaCl.
(4) Un cop finalitzada la reacció, la barreja de reacció es filtra per eliminar la matèria sòlida residual. A continuació, es renta el producte amb aigua o metanol.
(5) Finalment, el producte rentat s'asseca per obtenir NaBH d'alta puresa3CN.
2. Mètode de formaldehid:
Després de barrejar formaldehid i àcid cianhídric, s'afegeix hidròxid de sodi sota l'acció de l'àlcali per obtenir NaBH3CN.
Els passos específics són els següents:
(1) Barregeu formaldehid i cianur de sodi en una proporció molar de 2:1 i afegiu-hi una quantitat suficient d'acetonitril, DMF o DMSO i altres dissolvents orgànics.
(2) Afegiu lentament cianur de bor amb agitació, normalment la quantitat de cianur de bor és 1.2-1.5 vegades la del formaldehid, i es pot diluir amb dissolvents orgànics com acetonitril, DMF o DMSO.
(3) Després d'afegir cianur de bor, continueu agitant la barreja de reacció. La reacció es realitza generalment a temperatura ambient i el pH s'ha de controlar al voltant de neutre. El temps de reacció sol ser de diverses hores.
(4) Després de la reacció, la barreja de reacció es pot diluir amb aigua i el producte es renta amb una solució de sal inorgànica (com una solució d'acetat de sodi) i finalment es renta amb etanol.
(5) Assecar el producte rentat per obtenir NaBH d'alta puresa3CN.
3. Mètode acrilonitril:
Després de barrejar acrilonitril i àcid cianhídric, s'afegeix hidròxid de sodi i àcid bòric per obtenir NaBH3CN.
Els passos específics són els següents:
(1) Barregeu acrilonitril i cianur de sodi en una proporció molar d'1:1,5 i afegiu una quantitat suficient de dissolvent orgànic com metanol o acetonitril.
(2) Afegiu lentament cianur de bor amb agitació, normalment la quantitat de cianur de bor és 1,2-1,5 vegades la de l'acrilonitril, i es pot diluir amb dissolvent orgànic.
(3) Després d'afegir cianur de bor, continueu agitant la barreja de reacció. La temperatura de reacció és generalment a temperatura ambient i el temps de reacció sol ser de diverses hores.
(4) Després de la reacció, la barreja de reacció es pot diluir amb aigua i el producte es renta amb una solució de sal inorgànica (com una solució d'acetat de sodi) i finalment es renta amb etanol.
(5) Assecar el producte rentat per obtenir NaBH d'alta puresa3CN.
4. Mètode d'hidrocianat de sodi:
Després de barrejar hidrocianat de sodi i hidròxid de sodi, afegiu borohidrur de sodi i escalfeu-lo a 60 graus per obtenir NaBH3CN.
Els passos específics són els següents:
(1) Barregeu cianur de sodi i hidrocianat de sodi en una proporció molar de 2:1 i afegiu-hi prou aigua.
(2) Afegiu lentament hidròxid de sodi amb agitació fins que el valor de pH de la solució arribi a 10-11.
(3) A continuació, afegiu lentament àcid cianhídric per controlar el valor del pH al voltant de 7-8, normalment requerint una agitació i un escalfament continus (al voltant de 60 graus).
(4) Sota la condició d'agitar i escalfar, afegiu lentament cianur de bor, normalment la quantitat de cianur de bor és 1.2-1,5 vegades la de l'àcid cianhídric, i es pot diluir amb aigua.
(5) Després de la reacció, el producte es pot rentar amb una solució de sal inorgànica (com una solució d'acetat de sodi) i finalment es pot rentar amb etanol.
(6) Assecar el producte rentat per obtenir NaBH d'alta puresa3CN.
Entre aquests altres mètodes sintètics, el mètode del triclorur de bor és un dels mètodes més utilitzats. També es poden dur a terme altres mètodes al laboratori, però cal triar el mètode de producció més adequat segons l'entorn experimental i les seves pròpies necessitats.