Natrijum cijanoborhidridje organsko jedinjenje koje se može koristiti za redukciju acilnih jedinjenja i drugih organskih jedinjenja, tako da je jedno od najčešće korišćenih redukcionih agenasa u organskoj sintezi. Slijede dva uobičajena sintetička putanja natrijum cijanoborhidrida:
1. Reakcija natrijum cijanida i natrijum borhidrida
Natrijum cijanid i natrijum borohidrid se prvo mešaju i reaguju na sobnoj temperaturi. Natrijum cijanoborhidrid i vodonik nastaju tokom reakcije:
NaCN plus NaBH4→ NaBH3CN plus H2
Nakon reakcije, rezultujući natrijum cijanoborhidrid se može dobiti filtriranjem i sušenjem pod vakuumom da bi se dobio čisti proizvod.
Detaljni koraci reakcije su sljedeći:
(1) U suvom okruženju pomešati natrijum cijanid i natrijum borohidrid u molarnom odnosu 1:1 i dodati smešu u suvi bezvodni metanol.
(2) Dodajte mješavinu metanola u reaktor i zagrijte do reakcione temperature uz miješanje. Obično je temperatura reakcije 0-5 stepen, što se može kontrolisati kupkom sa ledenom soli.
(3) Polako dodajte odgovarajuću količinu vode kap po kap u reakcionu smjesu kako biste podstakli reakciju. Tokom reakcije, metanol se razlaže do formaldehida i gasovitog vodonika, dok natrijum cijanid i natrijum borohidrid reaguju da formiraju NaBH3CN.
(4) Nakon što je reakcija završena, reakciona smjesa se filtrira kako bi se uklonila zaostala čvrsta supstanca, a zatim se proizvod ispere vodom ili metanolom.
2. Reakcija natrijum cijanida i bor trihlorida
Natrijum cijanid i bor trihlorid se prvo pomešaju i reaguju na sobnoj temperaturi. Reakcija proizvodi cijanid i vodonik i formira intermedijer natrijum trihlorid borocijanid (NaCN·BCl3). Zatim je dodana sumporna kiselina, intermedijer je hidrolizovan i osušen pod vakuumom da se dobije natrijum cijanoborhidrid:
NaCN plus BCl3→ NaCN BCl3
NaCN BCl3plus H2O plus H2SO4→ NaBH3CN plus H3BO3plus NaHSO4
Proces reakcije je relativno jednostavan, koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte natrijum cijanid i bor trihlorid u molarnom odnosu 1:1 i dodajte dovoljnu količinu acetonitrila, DMF ili DMSO i drugih organskih rastvarača.
(2) Polako dodajte razrijeđenu kiselinu (kao što je HCl ili H2SO4) u reakcionu smjesu uz miješanje i može se primijetiti da se smjesa tokom reakcije pretvara u bijelu suspenziju.
(3) Reakcija se općenito izvodi na sobnoj temperaturi, a rashladna voda ili ledena voda se mogu koristiti za održavanje temperature reakcije, a reakcija obično traje 2-4 sati.
(4) Nakon što je reakcija završena, razrijedite reakcionu smjesu vodom, zatim isperite proizvod otopinom neorganske soli (kao što je rastvor natrijum acetata) i na kraju isperite etanolom.
(5) Osušite isprani proizvod da dobijete NaBH visoke čistoće3CN.
Obje gore navedene metode mogu pripremiti natrijev cijanoborhidrid, ali prva metoda je prikladnija, pa je češća u laboratoriji
Evo nekih drugih sintetičkih metoda za sintezu natrijevog cijanoborhidrida:
1. Metoda bor triklorida:
Nakon miješanja natrijum borata i cijanovodonične kiseline, dodaje se bor trihlorid i zagrijava da se dobije NaBH3CN.
Postupite na sljedeći način:
(1) U suvom okruženju pomešajte bor trihlorid i metanol u molarnom odnosu 1:1.
(2) Polako dodajte cijanovodičnu kiselinu uz uslove mešanja i reakciona smeša će proizvesti bor cijanid. Tokom reakcije, primećeno je da se smeša menja iz tamno crvene u narandžastu, a zatim u svetlo žutu.
(3) Dodajte natrijum cijanid i dovoljnu količinu metanola i nastavite da mešate reakcionu smešu. U ovom koraku, bor cijanid reaguje sa natrijum cijanidom da formira NaBH3CN i NaCl.
(4) Nakon što je reakcija završena, reakciona 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 cijanovodonične kiseline, pod djelovanjem lužine dodaje se natrijum hidroksid kako bi se dobio NaBH3CN.
Specifični koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte formaldehid i natrijum cijanid u molarnom odnosu 2:1 i dodajte dovoljnu količinu acetonitrila, DMF ili DMSO i drugih organskih rastvarača.
(2) Polako dodajte bor cijanid uz miješanje, obično je količina bor cijanida 1.2-1.5 puta veća od formaldehida, a može se razrijediti organskim rastvaračima kao što su acetonitril, DMF ili DMSO.
(3) Nakon dodavanja bor cijanida, nastavite miješati reakcionu smjesu. Reakcija se uglavnom odvija na sobnoj temperaturi, a pH treba kontrolirati na približno neutralnoj. Vrijeme reakcije je obično nekoliko sati.
(4) Nakon reakcije, reakciona smjesa se može razrijediti vodom, a proizvod se ispere rastvorom anorganske soli (kao što je rastvor natrijum acetata), a na kraju se ispere etanolom.
(5) Osušite isprani proizvod da dobijete NaBH visoke čistoće3CN.
3. Metoda akrilonitrila:
Nakon miješanja akrilonitrila i cijanovodonične kiseline, dodaju se natrijum hidroksid i borna kiselina da se dobije NaBH3CN.
Specifični koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte akrilonitril i natrijum cijanid u molarnom odnosu 1:1,5 i dodajte dovoljnu količinu organskog rastvarača 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 akrilonitrila, a može se razrijediti organskim rastvaračem.
(3) Nakon dodavanja bor cijanida, nastavite miješati reakcionu smjesu. Temperatura reakcije je uglavnom na sobnoj temperaturi, a vrijeme reakcije je obično nekoliko sati.
(4) Nakon reakcije, reakciona smjesa se može razrijediti vodom, a proizvod se ispere rastvorom anorganske soli (kao što je rastvor natrijum acetata), a na kraju se ispere etanolom.
(5) Osušite isprani proizvod da dobijete NaBH visoke čistoće3CN.
4. Metoda natrijum hidrocijanata:
Nakon mešanja natrijum hidrocijanata i natrijum hidroksida, dodajte natrijum borohidrid i zagrejte na 60 stepeni da biste dobili NaBH3CN.
Specifični koraci su sljedeći:
(1) Pomiješajte natrijum cijanid i natrijum hidrocijanat u molarnom omjeru 2:1 i dodajte dovoljno vode.
(2) Polako dodajte natrijum hidroksid uz miješanje dok pH vrijednost otopine ne dostigne 10-11.
(3) Zatim polako dodajte cijanovodičnu kiselinu da kontrolišete pH vrijednost na oko 7-8, što obično zahtijeva kontinuirano miješanje i zagrijavanje (oko 60 stepeni).
(4) Pod uslovom miješanja i zagrijavanja, dodavati bor cijanid polako, obično je količina bor cijanida 1.2-1.5 puta veća od cijanovodonične kiseline, a može se razrijediti vodom.
(5) Nakon reakcije, proizvod se može isprati rastvorom anorganske soli (kao što je rastvor natrijum acetata) i na kraju isprati etanolom.
(6) Osušite isprani proizvod da dobijete NaBH visoke čistoće3CN.
Među ovim drugim sintetičkim metodama, metoda bor triklorida je jedna od najčešće korištenih metoda. U laboratoriji se mogu provoditi i druge metode, ali je potrebno odabrati najpogodniji metod za proizvodnju prema eksperimentalnom okruženju i vlastitim potrebama.