Натриев цианоборохидриде органично съединение, което може да се използва за редуциране на ацилови съединения и други органични съединения, така че е един от често използваните редуциращи агенти в органичния синтез. Следват два често срещани синтетични начина на натриев цианоборохидрид:
1. Реакция на натриев цианид и натриев борохидрид
Натриевият цианид и натриевият борохидрид първо се смесват и реагират при стайна температура. По време на реакцията се генерират натриев цианоборохидрид и водород:
NaCN плюс NaBH4→ NaBH3CN плюс H2
След реакцията, полученият натриев цианоборохидрид може да бъде получен чрез филтруване и изсушаване под вакуум за получаване на чистия продукт.
Подробните стъпки на реакцията са както следва:
(1) В суха среда смесете натриев цианид и натриев борохидрид в моларно съотношение 1:1 и добавете сместа към сух безводен метанол.
(2) Добавете метаноловата смес в реактора и загрейте до реакционната температура с разбъркване. Обикновено температурата на реакцията е 0-5 градуса, която може да се контролира с ледено-солна баня.
(3) Бавно добавете подходящо количество вода на капки към реакционната смес, за да стимулирате реакцията. По време на реакцията метанолът се разлага до формалдехид и водороден газ, докато натриевият цианид и натриевият борохидрид реагират, за да образуват NaBH3CN.
(4) След завършване на реакцията реакционната смес се филтрува за отстраняване на остатъчното твърдо вещество и след това продуктът се промива с вода или метанол.
2. Реакция на натриев цианид и борен трихлорид
Натриевият цианид и борният трихлорид първо се смесват и реагират при стайна температура. Реакцията произвежда цианид и водород и образува междинния натриев трихлорид бороцианид (NaCN·BCl3). След това се добавя сярна киселина, междинният продукт се хидролизира и изсушава под вакуум, за да се получи натриев цианоборохидрид:
NaCN плюс BCI3→ NaCN BCl3
NaCN BCI3плюс H2O плюс H2ТАКА4→ NaBH3CN плюс H3BO3плюс NaHSO4
Процесът на реакция е сравнително прост, стъпките са както следва:
(1) Смесете натриев цианид и борен трихлорид в моларно съотношение 1:1 и добавете достатъчно количество ацетонитрил, DMF или DMSO и други органични разтворители.
(2) Бавно добавете разредена киселина (като HCl или H2ТАКА4) към реакционната смес при разбъркване и може да се наблюдава, че сместа се превръща в бяла суспензия по време на реакцията.
(3) Реакцията обикновено се провежда при стайна температура и може да се използва охлаждаща вода или ледена вода за поддържане на реакционната температура и реакцията обикновено отнема 2-4 часа.
(4) След като реакцията приключи, разредете реакционната смес с вода, след това измийте продукта с разтвор на неорганична сол (като разтвор на натриев ацетат) и накрая измийте с етанол.
(5) Изсушете измития продукт, за да получите NaBH с висока чистота3CN.
И двата горни метода могат да приготвят натриев цианоборохидрид, но първият метод е по-удобен, така че е по-често срещан в лабораторията
Ето някои други синтетични методи за синтез на натриев цианоборохидрид:
1. Метод с борен трихлорид:
След смесване на натриев борат и циановодородна киселина се добавя борен трихлорид и се нагрява до получаване на NaBH3CN.
Продължете както следва:
(1) В суха среда смесете борен трихлорид и метанол в моларно съотношение 1:1.
(2) Бавно добавете циановодородна киселина при условия на разбъркване и реакционната смес ще произведе борен цианид. По време на реакцията се наблюдава промяна на сместа от тъмночервена в оранжева и след това в светложълта.
(3) Добавете натриев цианид и достатъчно количество метанол и продължете да разбърквате реакционната смес. В този етап борният цианид реагира с натриев цианид, за да образува NaBH3CN и NaCl.
(4) След като реакцията приключи, реакционната смес се филтрува, за да се отстрани остатъчното твърдо вещество. След това продуктът се промива с вода или метанол.
(5) Накрая, измитият продукт се изсушава, за да се получи NaBH с висока чистота3CN.
2. Формалдехиден метод:
След смесване на формалдехид и циановодородна киселина се добавя натриев хидроксид под действието на алкали, за да се получи NaBH3CN.
Конкретните стъпки са както следва:
(1) Смесете формалдехид и натриев цианид в моларно съотношение 2:1 и добавете достатъчно количество ацетонитрил, DMF или DMSO и други органични разтворители.
(2) Бавно добавете борен цианид при разбъркване, обикновено количеството на борен цианид е 1.2-1.5 пъти по-голямо от формалдехида и може да се разреди с органични разтворители като ацетонитрил, DMF или DMSO.
(3) След добавяне на борен цианид, продължете да разбърквате реакционната смес. Реакцията обикновено се провежда при стайна температура и pH трябва да се контролира около неутрално. Времето за реакция обикновено е няколко часа.
(4) След реакцията реакционната смес може да се разреди с вода и продуктът се промива с разтвор на неорганична сол (като разтвор на натриев ацетат) и накрая се промива с етанол.
(5) Изсушете измития продукт, за да получите NaBH с висока чистота3CN.
3. Акрилонитрилен метод:
След смесване на акрилонитрил и циановодородна киселина се добавят натриев хидроксид и борна киселина, за да се получи NaBH3CN.
Конкретните стъпки са както следва:
(1) Смесете акрилонитрил и натриев цианид в моларно съотношение 1:1,5 и добавете достатъчно количество органичен разтворител като метанол или ацетонитрил.
(2) Добавете бавно борен цианид при разбъркване, обикновено количеството на борен цианид е 1.2-1.5 пъти по-голямо от това на акрилонитрила и може да се разреди с органичен разтворител.
(3) След добавяне на борен цианид, продължете да разбърквате реакционната смес. Реакционната температура обикновено е стайна температура и времето за реакция обикновено е няколко часа.
(4) След реакцията реакционната смес може да се разреди с вода и продуктът се промива с разтвор на неорганична сол (като разтвор на натриев ацетат) и накрая се промива с етанол.
(5) Изсушете измития продукт, за да получите NaBH с висока чистота3CN.
4. Метод с натриев хидроцианат:
След смесване на натриев хидроцианат и натриев хидроксид, добавете натриев борохидрид и загрейте до 60 градуса, за да получите NaBH3CN.
Конкретните стъпки са както следва:
(1) Смесете натриев цианид и натриев хидроцианат в моларно съотношение 2:1 и добавете достатъчно вода.
(2) Бавно добавете натриев хидроксид при разбъркване, докато рН стойността на разтвора достигне 10-11.
(3) След това бавно добавете циановодородна киселина, за да контролирате стойността на рН около 7-8, което обикновено изисква непрекъснато разбъркване и нагряване (около 60 градуса).
(4) При условие на разбъркване и нагряване добавете бавно борен цианид, обикновено количеството на борен цианид е 1.2-1.5 пъти по-голямо от това на циановодородната киселина и може да се разреди с вода.
(5) След реакцията продуктът може да се промие с разтвор на неорганична сол (като разтвор на натриев ацетат) и накрая да се промие с етанол.
(6) Изсушете измития продукт, за да получите NaBH с висока чистота3CN.
Сред тези други синтетични методи, методът с борен трихлорид е един от най-често използваните методи. Други методи също могат да се извършват в лабораторията, но е необходимо да се избере най-подходящият метод за производство според експерименталната среда и собствените нужди.