Natri bohiđrua

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Buớc tưới chuyển hướng Bước tới tìm kiếm
Natri bohiđrua
Sodium-borohydride.png
Cấu trúc của natri bohiđrua
Danh pháp IUPACNatri tetrahiđroborat
Nhận dạng
Số CAS16940-66-2
Thuộc tính
Công thức phân tửNaBH4
Khối lượng mol37,83 g/mol
Khối lượng riêng1,0740 g cm-3
Điểm nóng chảy400 °C[1]
Điểm sôi500 °C (dec.)[1]
Các nguy hiểm
NFPA 704

NFPA 704.svg

1
2
2
W
Các hợp chất liên quan
Anion khácNatri xyanobohiđrua
Natri hiđrua
Natri borat
Borax
Cation khácBohiđrua liti
Hợp chất liên quanHiđrua nhôm liti
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).

Bohiđrua natri hay Natri bohiđrua, Tetrahiđroborat natri hoặc Natri tetrahiđroborat là một hợp chất hóa học vô cơ có công 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 bazơ[2].

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

Tổng hợp và handling[sửa | sửa mã nguồn]

Bohiđrua natri được điều chế bằng phản ứng của hiđrua natri với trimetylborat ở 250-270 °C:

B(OCH3)3 + 4 NaH → NaBH4 + 3 NaOCH3

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 (ête bis(2-methoxyethyl)) ấm (50 °C) sau đó làm nguội dung dịch[5].

Phản ứng[sửa | sửa mã nguồn]

Các ứng dụng tổng hợp hữu cơ[sửa | sửa mã nguồn]

Bohiđrua natri khử các anđehytxeton thành rượu, cũng như các dẫn xuất của các axít cacboxylic hoạt hóa hơn như các acyl cloruathiol este. Tuy nhiên, không giống như tác nhân khử mạnh hiđrua nhôm liti, sử dụng duy nhất của NaBH4 với các điều kiện phản ứng vừa phải sẽ không khử các este, amit hoặc các axít cacboxylic[2]. Một ví dụ của sử dụng bohiđrua natri là sản xuất công nghiệp của fexofenadin, trong đó có một công đoạn khử[6]:

Quá trình khử trong tổng hợp fexofenadin

Các tác nhân khử liên quan[sửa | sửa mã nguồn]

Độ hoạt động của các tác nhân khử bohiđrua có thể được giảm đi bởi sự ổn định liên kết bo-hiđrua. 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 (triaxetoxybohiđrua natri, (NaBH(OCOCH3)3) hoặc xyano (xyanobohiđrua natri (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-hiđrua. Nó được tìm thấy trong các hợp chất như các siêu hiđrua (trietylbohiđrua liti) và L-selectride (tri-sec-butylbohiđrua liti)[7]

Các phản ứng khác[sửa | sửa mã nguồn]

Mô hình cầu que của Zr(BH4)4

Ôxi hóa NaBH4 bằng iốt trong tetrahiđrôfuran 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 bohiđrua 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 bohiđrua như thế thông thường được điều chế bằng phản ứng của NaBH4 (hoặc LiBH4) đối với các halua kim loại tương ứng, chẳng hạn Zn(BH4)4.

Tế bào nhiên liệu[sửa | sửa mã nguồn]

Bohiđrua 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 xăngnhưng có tính ăn mòn cao hơn. Nó tương đối thân thiện môi trường do độc tính thấp của các borat. Hiđrô được sinh ra cho các tế bào nhiên liệu bằng phân hủy có chất xúc tác trong dung dịch nước của bohiđrua:

NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă Dữ liệu MSDS
  2. ^ a ă 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. ^ da Costa, Jorge C.S.; 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. 

Liên kết ngoài[sửa | sửa mã nguồn]