Natrijev cijanoborhidridje organski spoj koji se može koristiti za redukciju acilnih spojeva i drugih organskih spojeva, tako da je jedan od često korištenih redukcijskih sredstava u organskoj sintezi. Slijede dva uobičajena sintetička puta natrijevog cijanoborhidrida:
1. Reakcija natrijevog cijanida i natrijevog borhidrida
Natrijev cijanid i natrijev borohidrid prvo se pomiješaju i reagiraju na sobnoj temperaturi. Natrijev cijanoborhidrid i vodik nastaju tijekom reakcije:
NaCN plus NaBH4→ NaBH3CN plus H2
Nakon reakcije, dobiveni natrijev cijanoborohidrid može se dobiti filtriranjem i sušenjem pod vakuumom da se dobije čisti produkt.
Detaljni koraci reakcije su sljedeći:
(1) U suhom okruženju pomiješajte natrijev cijanid i natrijev borohidrid u molarnom omjeru 1:1 i dodajte smjesu suhom bezvodnom metanolu.
(2) Dodajte smjesu metanola u reaktor i zagrijte do temperature reakcije uz miješanje. Obično je temperatura reakcije 0-5 stupnjeva, koja se može kontrolirati kupkom leda i soli.
(3) Polako dodajte odgovarajuću količinu vode kap po kap u reakcijsku smjesu kako biste pospješili reakciju. Tijekom reakcije metanol se razgrađuje na formaldehid i vodik, dok natrijev cijanid i natrijev borohidrid reagiraju u NaBH3CN.
(4) Nakon što je reakcija završena, reakcijska smjesa se filtrira kako bi se uklonila zaostala krutina, a zatim se produkt ispere vodom ili metanolom.
2. Reakcija natrijevog cijanida i bor triklorida
Natrijev cijanid i bor triklorid prvo se pomiješaju i reagiraju na sobnoj temperaturi. Reakcijom nastaju cijanid i vodik, te nastaje intermedijarni natrijev triklorid borocijanid (NaCN·BCl3). Zatim je dodana sumporna kiselina, međuprodukt je hidroliziran i osušen pod vakuumom da se dobije natrijev cijanoborhidrid:
NaCN plus BCl3→ NaCN BCl3
NaCN BCl3plus H2O plus H2TAKO4→ NaBH3CN plus H3BO3plus NaHSO4
Proces reakcije je relativno jednostavan, koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte natrijev cijanid i bor triklorid u molarnom omjeru 1:1 i dodajte dovoljnu količinu acetonitrila, DMF ili DMSO i drugih organskih otapala.
(2) Polako dodajte razrijeđenu kiselinu (kao što je HCl ili H2TAKO4) u reakcijsku smjesu uz miješanje, i može se uočiti da se smjesa pretvara u bijelu suspenziju tijekom reakcije.
(3) Reakcija se općenito provodi na sobnoj temperaturi, a voda za hlađenje ili ledena voda mogu se koristiti za održavanje temperature reakcije, a reakcija obično traje 2-4 sati.
(4) Nakon što je reakcija završena, razrijedite reakcijsku smjesu vodom, zatim isperite proizvod otopinom anorganske soli (kao što je otopina natrijevog acetata) i na kraju isperite etanolom.
(5) Osušiti isprani proizvod kako bi se dobio NaBH visoke čistoće3CN.
Obje gore navedene metode mogu pripremiti natrijev cijanoborohidrid, ali je prva metoda praktičnija, pa je češća u laboratoriju
Evo nekih drugih sintetskih metoda za sintezu natrijevog cijanoborhidrida:
1. Metoda bor triklorida:
Nakon miješanja natrijevog borata i cijanovodične kiseline, dodaje se bor triklorid i zagrijava da se dobije NaBH3CN.
Postupite na sljedeći način:
(1) U suhom okruženju pomiješajte bor triklorid i metanol u molarnom omjeru 1:1.
(2) Polako dodajte cijanovodičnu kiselinu uz miješanje, a reakcijska smjesa će proizvesti bor cijanid. Tijekom reakcije promatrano je kako se smjesa mijenja iz tamnocrvene u narančastu, a zatim u svijetložutu.
(3) Dodajte natrijev cijanid i dovoljnu količinu metanola i nastavite miješati reakcijsku smjesu. U ovom koraku, bor cijanid reagira s natrijevim cijanidom da nastane NaBH3CN i NaCl.
(4) Nakon što je reakcija završena, reakcijska smjesa se filtrira kako bi se uklonila zaostala čvrsta tvar. Proizvod se zatim ispere vodom ili metanolom.
(5) Konačno, isprani proizvod se suši kako bi se dobio NaBH visoke čistoće3CN.
2. Formaldehidna metoda:
Nakon miješanja formaldehida i cijanovodične kiseline dodaje se natrijev hidroksid pod djelovanjem lužine da se dobije NaBH3CN.
Konkretni koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte formaldehid i natrijev cijanid u molarnom omjeru 2:1 i dodajte dovoljnu količinu acetonitrila, DMF-a ili DMSO-a i drugih organskih otapala.
(2) Polako dodajte bor cijanid uz miješanje, obično je količina bor cijanida 1.2-1.5 puta veća od količine formaldehida, a može se razrijediti organskim otapalima kao što su acetonitril, DMF ili DMSO.
(3) Nakon dodavanja bor cijanida, nastavite miješati reakcijsku smjesu. Reakcija se općenito provodi na sobnoj temperaturi, a pH treba kontrolirati oko neutralnog. Vrijeme reakcije je obično nekoliko sati.
(4) Nakon reakcije, reakcijska smjesa se može razrijediti s vodom, a produkt se ispere s otopinom anorganske soli (kao što je otopina natrijevog acetata) i na kraju se ispere s etanolom.
(5) Osušiti isprani proizvod kako bi se dobio NaBH visoke čistoće3CN.
3. Metoda akrilonitrila:
Nakon miješanja akrilonitrila i cijanovodične kiseline dodaju se natrijev hidroksid i borna kiselina da se dobije NaBH3CN.
Konkretni koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte akrilonitril i natrijev cijanid u molarnom omjeru 1:1,5 i dodajte dovoljnu količinu organskog otapala kao što je metanol ili acetonitril.
(2) Polako dodajte bor cijanid uz miješanje, obično je količina bor cijanida 1.2-1.5 puta veća od količine akrilonitrila, a može se razrijediti organskim otapalom.
(3) Nakon dodavanja bor cijanida, nastavite miješati reakcijsku smjesu. Temperatura reakcije je općenito na sobnoj temperaturi, a vrijeme reakcije je obično nekoliko sati.
(4) Nakon reakcije, reakcijska smjesa se može razrijediti s vodom, a produkt se ispere s otopinom anorganske soli (kao što je otopina natrijevog acetata) i na kraju se ispere s etanolom.
(5) Osušiti isprani proizvod kako bi se dobio NaBH visoke čistoće3CN.
4. Metoda natrijevog hidrocijanata:
Nakon miješanja natrijevog hidrocijanata i natrijevog hidroksida, dodajte natrijev borhidrid i zagrijte do 60 stupnjeva kako biste dobili NaBH3CN.
Konkretni koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte natrijev cijanid i natrijev hidrocijanat u molarnom omjeru 2:1 i dodajte dovoljno vode.
(2) Polako dodajte natrijev hidroksid uz miješanje dok pH vrijednost otopine ne dosegne 10-11.
(3) Zatim polako dodajte cijanovodičnu kiselinu kako biste kontrolirali pH vrijednost na oko 7-8, što obično zahtijeva kontinuirano miješanje i zagrijavanje (oko 60 stupnjeva).
(4) Uz miješanje i zagrijavanje, polako dodajte bor cijanid, obično je količina bor cijanida 1.2-1.5 puta veća od količine cijanovodične kiseline i može se razrijediti vodom.
(5) Nakon reakcije, proizvod se može isprati otopinom anorganske soli (kao što je otopina natrijevog acetata) i na kraju isprati etanolom.
(6) Osušiti isprani proizvod kako bi se dobio NaBH visoke čistoće3CN.
Među tim drugim sintetskim metodama, metoda bor triklorida jedna je od najčešće korištenih metoda. U laboratoriju se mogu provoditi i druge metode, ali je potrebno odabrati najprikladniju metodu za proizvodnju prema eksperimentalnom okruženju i vlastitim potrebama.