Cianoborohidruro de sodioes un compuesto orgánico que se puede utilizar para reducir compuestos de acilo y otros compuestos orgánicos, por lo que es uno de los agentes reductores de uso común en la síntesis orgánica. Las siguientes son dos rutas sintéticas comunes de cianoborohidruro de sodio:
1. Reacción de cianuro de sodio y borohidruro de sodio
Primero se mezclan cianuro de sodio y borohidruro de sodio y se hacen reaccionar a temperatura ambiente. El cianoborohidruro de sodio y el hidrógeno se generan durante la reacción:
NaCN más NaBH4→ NaBH3CN más H2
Después de la reacción, el cianoborohidruro de sodio resultante se puede obtener filtrando y secando al vacío para obtener el producto puro.
Los pasos detallados de la reacción son los siguientes:
(1) En un ambiente seco, mezcle cianuro de sodio y borohidruro de sodio en una proporción molar de 1:1 y agregue la mezcla al metanol anhidro seco.
(2) Añadir la mezcla de metanol al reactor y calentar a la temperatura de reacción con agitación. Por lo general, la temperatura de reacción es 0-5 grado, que se puede controlar con un baño de hielo y sal.
(3) Añadir lentamente una cantidad apropiada de agua gota a gota a la mezcla de reacción para promover la reacción. Durante la reacción, el metanol se descompone en formaldehído y gas hidrógeno, mientras que el cianuro de sodio y el borohidruro de sodio reaccionan para formar NaBH3CN.
(4) Una vez completada la reacción, la mezcla de reacción se filtra para eliminar el sólido residual y luego el producto se lava con agua o metanol.
2. Reacción de cianuro de sodio y tricloruro de boro
Primero se mezclan cianuro de sodio y tricloruro de boro y se hacen reaccionar a temperatura ambiente. La reacción produce cianuro e hidrógeno y forma el borocianuro de tricloruro de sodio intermedio (NaCN·BCl3). Luego, se añadió ácido sulfúrico, el intermedio se hidrolizó y se secó al vacío para dar cianoborohidruro de sodio:
NaCN más BCl3→ NaCNBCl3
NaCN BCl3más H2O más H2ENTONCES4→ NaBH3CN más H3BO3más NaHSO4
El proceso de reacción es relativamente simple, los pasos son los siguientes:
(1) Mezcle cianuro de sodio y tricloruro de boro en una proporción molar de 1:1 y agregue una cantidad suficiente de acetonitrilo, DMF o DMSO y otros solventes orgánicos.
(2) Agregue lentamente ácido diluido (como HCl o H2ENTONCES4) a la mezcla de reacción bajo agitación, y se puede observar que la mezcla se convierte en una suspensión blanca durante la reacción.
(3) La reacción generalmente se lleva a cabo a temperatura ambiente y se puede usar agua de enfriamiento o agua helada para mantener la temperatura de reacción, y la reacción generalmente toma 2-4 horas.
(4) Una vez completada la reacción, diluya la mezcla de reacción con agua, luego lave el producto con una solución de sal inorgánica (como una solución de acetato de sodio) y finalmente lave con etanol.
(5) Seque el producto lavado para obtener NaBH de alta pureza.3CN.
Ambos métodos anteriores pueden preparar cianoborohidruro de sodio, pero el primer método es más conveniente, por lo que es más común en el laboratorio.
Aquí hay algunos otros métodos sintéticos para la síntesis de cianoborohidruro de sodio:
1. Método de tricloruro de boro:
Después de mezclar borato de sodio y ácido cianhídrico, se agrega tricloruro de boro y se calienta para obtener NaBH3CN.
Proceder de la siguiente:
(1) En un ambiente seco, mezcle tricloruro de boro y metanol en una relación molar de 1:1.
(2) Agregue lentamente ácido cianhídrico en condiciones de agitación y la mezcla de reacción producirá cianuro de boro. Durante el transcurso de la reacción, se observó que la mezcla cambiaba de rojo oscuro a naranja y luego a amarillo claro.
(3) Agregar cianuro de sodio y una cantidad suficiente de metanol y continuar agitando la mezcla de reacción. En este paso, el cianuro de boro reacciona con el cianuro de sodio para formar NaBH.3CN y NaCl.
(4) Una vez completada la reacción, la mezcla de reacción se filtra para eliminar la materia sólida residual. A continuación, el producto se lava con agua o metanol.
(5) Finalmente, el producto lavado se seca para obtener NaBH de alta pureza.3CN.
2. Método de formaldehído:
Después de mezclar formaldehído y ácido cianhídrico, se agrega hidróxido de sodio bajo la acción de un álcali para obtener NaBH3CN.
Los pasos específicos son los siguientes:
(1) Mezcle formaldehído y cianuro de sodio en una proporción molar de 2:1 y agregue una cantidad suficiente de acetonitrilo, DMF o DMSO y otros solventes orgánicos.
(2) Agregue lentamente cianuro de boro con agitación, generalmente la cantidad de cianuro de boro es 1.2-1.5 veces la del formaldehído, y se puede diluir con solventes orgánicos como acetonitrilo, DMF o DMSO.
(3) Después de agregar cianuro de boro, continúe agitando la mezcla de reacción. La reacción generalmente se lleva a cabo a temperatura ambiente y el pH debe controlarse en torno a la neutralidad. El tiempo de reacción suele ser de varias horas.
(4) Después de la reacción, la mezcla de reacción se puede diluir con agua y el producto se lava con una solución de sal inorgánica (como una solución de acetato de sodio) y finalmente se lava con etanol.
(5) Seque el producto lavado para obtener NaBH de alta pureza.3CN.
3. Método de acrilonitrilo:
Después de mezclar acrilonitrilo y ácido cianhídrico, se agregan hidróxido de sodio y ácido bórico para obtener NaBH3CN.
Los pasos específicos son los siguientes:
(1) Mezcle acrilonitrilo y cianuro de sodio en una proporción molar de 1:1,5 y agregue una cantidad suficiente de solvente orgánico como metanol o acetonitrilo.
(2) Agregue lentamente cianuro de boro con agitación, generalmente la cantidad de cianuro de boro es 1.2-1.5 veces la del acrilonitrilo, y se puede diluir con un solvente orgánico.
(3) Después de agregar cianuro de boro, continúe agitando la mezcla de reacción. La temperatura de reacción es generalmente a temperatura ambiente y el tiempo de reacción suele ser de varias horas.
(4) Después de la reacción, la mezcla de reacción se puede diluir con agua y el producto se lava con una solución de sal inorgánica (como una solución de acetato de sodio) y finalmente se lava con etanol.
(5) Seque el producto lavado para obtener NaBH de alta pureza.3CN.
4. Método del hidrocianato de sodio:
Después de mezclar hidrocianato de sodio e hidróxido de sodio, agregue borohidruro de sodio y caliente a 60 grados para obtener NaBH3CN.
Los pasos específicos son los siguientes:
(1) Mezcle cianuro de sodio e hidrocianato de sodio en una proporción molar de 2:1 y agregue suficiente agua.
(2) Agregue lentamente hidróxido de sodio con agitación hasta que el valor de pH de la solución llegue a 10-11.
(3) A continuación, agregue lentamente ácido cianhídrico para controlar el valor de pH en alrededor de 7-8, lo que generalmente requiere agitación y calentamiento continuos (alrededor de 60 grados).
(4) Bajo la condición de agitación y calentamiento, agregue cianuro de boro lentamente, generalmente la cantidad de cianuro de boro es 1.2-1.5 veces la del ácido cianhídrico, y se puede diluir con agua.
(5) Después de la reacción, el producto puede lavarse con una solución de sal inorgánica (como una solución de acetato de sodio) y finalmente lavarse con etanol.
(6) Seque el producto lavado para obtener NaBH de alta pureza.3CN.
Entre estos otros métodos sintéticos, el método del tricloruro de boro es uno de los más utilizados. También se pueden llevar a cabo otros métodos en el laboratorio, pero es necesario elegir el método más adecuado para la producción de acuerdo con el entorno experimental y sus propias necesidades.