Natriumcyanoborhydridist eine organische Verbindung, die zur Reduktion von Acylverbindungen und anderen organischen Verbindungen verwendet werden kann, daher ist es eines der häufig verwendeten Reduktionsmittel in der organischen Synthese. Im Folgenden sind zwei gängige Synthesewege für Natriumcyanoborhydrid aufgeführt:
1. Reaktion von Natriumcyanid und Natriumborhydrid
Zunächst werden Natriumcyanid und Natriumborhydrid gemischt und bei Raumtemperatur umgesetzt. Während der Reaktion werden Natriumcyanoborhydrid und Wasserstoff erzeugt:
NaCN plus NaBH4→ NaBH3CN plus H2
Nach der Reaktion kann das resultierende Natriumcyanoborhydrid durch Filtrieren und Trocknen unter Vakuum erhalten werden, um das reine Produkt zu erhalten.
Die detaillierten Schritte der Reaktion sind wie folgt:
(1) In einer trockenen Umgebung Natriumcyanid und Natriumborhydrid in einem Molverhältnis von 1:1 mischen und die Mischung zu trockenem wasserfreiem Methanol geben.
(2) Das Methanolgemisch in den Reaktor geben und unter Rühren auf die Reaktionstemperatur erhitzen. Normalerweise beträgt die Reaktionstemperatur 0-5 Grad, die mit einem Eis-Salz-Bad kontrolliert werden kann.
(3) Füge langsam eine geeignete Menge Wasser tropfenweise zu der Reaktionsmischung hinzu, um die Reaktion zu beschleunigen. Während der Reaktion zerfällt Methanol zu Formaldehyd und Wasserstoffgas, während Natriumcyanid und Natriumborhydrid zu NaBH3CN reagieren.
(4) Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, wird die Reaktionsmischung filtriert, um den restlichen Feststoff zu entfernen, und dann wird das Produkt mit Wasser oder Methanol gewaschen.
2. Reaktion von Natriumcyanid und Bortrichlorid
Zunächst werden Natriumcyanid und Bortrichlorid gemischt und bei Raumtemperatur umgesetzt. Die Reaktion erzeugt Cyanid und Wasserstoff und bildet das Zwischenprodukt Natriumtrichlorid-Borcyanid (NaCN·BCl3). Dann wurde Schwefelsäure zugegeben, das Zwischenprodukt wurde hydrolysiert und unter Vakuum getrocknet, um Natriumcyanoborhydrid zu ergeben:
NaCN plus BCl3→ NaCN BCl3
NaCN BCl3plus h2O plus H2SO4→ NaBH3CN plus H3BO3plus NaHSO4
Der Reaktionsprozess ist relativ einfach, die Schritte sind wie folgt:
(1) Natriumcyanid und Bortrichlorid in einem Molverhältnis von 1:1 mischen und eine ausreichende Menge Acetonitril, DMF oder DMSO und andere organische Lösungsmittel zugeben.
(2) Füge langsam verdünnte Säure (wie HCl oder H2SO4) dem Reaktionsgemisch unter Rühren zu, und man kann beobachten, dass sich das Gemisch während der Reaktion in eine weiße Suspension verwandelt.
(3) Die Reaktion wird im Allgemeinen bei Raumtemperatur durchgeführt und Kühlwasser oder Eiswasser können verwendet werden, um die Reaktionstemperatur aufrechtzuerhalten, und die Reaktion dauert gewöhnlich 2-4 Stunden.
(4) Nachdem die Reaktion beendet ist, verdünne das Reaktionsgemisch mit Wasser, wasche dann das Produkt mit einer anorganischen Salzlösung (wie Natriumacetatlösung) und wasche schließlich mit Ethanol.
(5) Trocknen des gewaschenen Produkts, um hochreines NaBH zu erhalten3CN.
Beide der oben genannten Methoden können Natriumcyanoborhydrid herstellen, aber die erste Methode ist bequemer und wird daher im Labor häufiger verwendet
Hier sind einige andere Synthesemethoden für die Synthese von Natriumcyanoborhydrid:
1. Bortrichlorid-Methode:
Nach dem Mischen von Natriumborat und Blausäure wird Bortrichlorid zugegeben und erhitzt, um NaBH 3 CN zu erhalten.
Gehen Sie wie folgt vor:
(1) Mischen Sie in einer trockenen Umgebung Bortrichlorid und Methanol in einem Molverhältnis von 1:1.
(2) Füge langsam Blausäure unter Rührbedingungen hinzu und die Reaktionsmischung wird Borcyanid erzeugen. Im Verlauf der Reaktion wurde beobachtet, dass sich die Mischung von dunkelrot nach orange und dann nach hellgelb änderte.
(3) Natriumcyanid und eine ausreichende Menge Methanol zugeben und das Reaktionsgemisch weiter rühren. In diesem Schritt reagiert Borcyanid mit Natriumcyanid zu NaBH3CN und NaCl.
(4) Nachdem die Reaktion abgeschlossen ist, wird die Reaktionsmischung filtriert, um restliche Feststoffe zu entfernen. Das Produkt wird dann mit Wasser oder Methanol gewaschen.
(5) Schließlich wird das gewaschene Produkt getrocknet, um hochreines NaBH zu erhalten3CN.
2. Formaldehyd-Methode:
Nach dem Mischen von Formaldehyd und Blausäure wird unter Einwirkung von Alkali Natriumhydroxid zugegeben, um NaBH3CN zu erhalten.
Konkrete Schritte sind wie folgt:
(1) Mischen Sie Formaldehyd und Natriumcyanid in einem Molverhältnis von 2:1 und fügen Sie eine ausreichende Menge Acetonitril, DMF oder DMSO und andere organische Lösungsmittel hinzu.
(2) Borcyanid langsam unter Rühren zugeben, normalerweise beträgt die Menge an Borcyanid das 1,2-1,5-fache von Formaldehyd und es kann mit organischen Lösungsmitteln wie Acetonitril, DMF oder DMSO verdünnt werden.
(3) Nach Zugabe von Borcyanid das Reaktionsgemisch weiter rühren. Die Reaktion wird im Allgemeinen bei Raumtemperatur durchgeführt und der pH-Wert muss auf etwa neutral gehalten werden. Die Reaktionszeit beträgt üblicherweise mehrere Stunden.
(4) Nach der Reaktion kann die Reaktionsmischung mit Wasser verdünnt werden und das Produkt wird mit einer anorganischen Salzlösung (wie Natriumacetatlösung) gewaschen und schließlich mit Ethanol gewaschen.
(5) Trocknen des gewaschenen Produkts, um hochreines NaBH zu erhalten3CN.
3. Acrylnitril-Methode:
Nach dem Mischen von Acrylnitril und Blausäure werden Natriumhydroxid und Borsäure zugegeben, um NaBH3CN zu erhalten.
Konkrete Schritte sind wie folgt:
(1) Acrylnitril und Natriumcyanid in einem Molverhältnis von 1:1,5 mischen und eine ausreichende Menge organisches Lösungsmittel wie Methanol oder Acetonitril zugeben.
(2) Borcyanid langsam unter Rühren zugeben, normalerweise beträgt die Menge an Borcyanid das 1,2-1,5-fache der Acrylnitrilmenge und kann mit organischem Lösungsmittel verdünnt werden.
(3) Nach Zugabe von Borcyanid das Reaktionsgemisch weiter rühren. Die Reaktionstemperatur liegt im Allgemeinen bei Raumtemperatur, und die Reaktionszeit beträgt normalerweise mehrere Stunden.
(4) Nach der Reaktion kann die Reaktionsmischung mit Wasser verdünnt werden und das Produkt wird mit einer anorganischen Salzlösung (wie Natriumacetatlösung) gewaschen und schließlich mit Ethanol gewaschen.
(5) Trocknen des gewaschenen Produkts, um hochreines NaBH zu erhalten3CN.
4. Natriumhydrocyanat-Methode:
Nach dem Mischen von Natriumhydrocyanat und Natriumhydroxid Natriumborhydrid zugeben und auf 60 Grad erhitzen, um NaBH3CN zu erhalten.
Konkrete Schritte sind wie folgt:
(1) Natriumcyanid und Natriumhydrocyanat im Molverhältnis 2:1 mischen und ausreichend Wasser zugeben.
(2) Natriumhydroxid unter Rühren langsam zugeben, bis der pH-Wert der Lösung 10-11 erreicht.
(3) Als nächstes fügen Sie langsam Blausäure hinzu, um den pH-Wert bei etwa 7-8 zu kontrollieren, was normalerweise kontinuierliches Rühren und Erhitzen (etwa 60 Grad) erfordert.
(4) Borcyanid langsam unter Rühren und Erhitzen zugeben, üblicherweise beträgt die Menge an Borcyanid das 1,2-1,5-fache der Menge an Cyanwasserstoff und kann mit Wasser verdünnt werden.
(5) Nach der Reaktion kann das Produkt mit einer anorganischen Salzlösung (wie Natriumacetatlösung) und schließlich mit Ethanol gewaschen werden.
(6) Trocknen des gewaschenen Produkts, um hochreines NaBH zu erhalten3CN.
Unter diesen anderen Syntheseverfahren ist das Bortrichlorid-Verfahren eines der am häufigsten verwendeten Verfahren. Auch andere Verfahren können im Labor durchgeführt werden, jedoch ist es notwendig, das am besten geeignete Verfahren zur Herstellung entsprechend der Versuchsumgebung und den eigenen Bedürfnissen auszuwählen.