Cianoborohidreto de Sódioé um composto orgânico que pode ser usado para reduzir compostos acil e outros compostos orgânicos, por isso é um dos agentes redutores comumente usados em síntese orgânica. A seguir estão duas rotas sintéticas comuns de cianoborohidreto de sódio:
1. Reação de cianeto de sódio e boro-hidreto de sódio
Cianeto de sódio e borohidreto de sódio são primeiro misturados e reagidos à temperatura ambiente. Cianoborohidreto de sódio e hidrogênio são gerados durante a reação:
NaCN mais NaBH4→ NaBH3CN mais H2
Após a reação, o cianoborohidreto de sódio resultante pode ser obtido por filtração e secagem sob vácuo para obter o produto puro.
As etapas detalhadas da reação são as seguintes:
(1) Em um ambiente seco, misture cianeto de sódio e borohidreto de sódio em uma proporção molar de 1:1 e adicione a mistura ao metanol anidro seco.
(2) Adicionar a mistura de metanol ao reator e aquecer até a temperatura de reação com agitação. Normalmente, a temperatura da reação é de 0-5 graus, que pode ser controlada com um banho de sal e gelo.
(3) Adicione lentamente uma quantidade apropriada de água gota a gota à mistura de reação para promover a reação. Durante a reação, o metanol se decompõe em formaldeído e gás hidrogênio, enquanto o cianeto de sódio e o borohidreto de sódio reagem para formar NaBH3CN.
(4) Após a conclusão da reação, a mistura de reação é filtrada para remover o sólido residual e, em seguida, o produto é lavado com água ou metanol.
2. Reação de cianeto de sódio e tricloreto de boro
Cianeto de sódio e tricloreto de boro são primeiro misturados e reagidos à temperatura ambiente. A reação produz cianeto e hidrogênio e forma o intermediário tricloreto de sódio borocianeto (NaCN·BCl3). Em seguida, ácido sulfúrico foi adicionado, o intermediário foi hidrolisado e seco sob vácuo para dar cianoborohidreto de sódio:
NaCN mais BCl3→ NaCN BCl3
NaCN BCl3mais H2O mais H2ENTÃO4→ NaBH3CN mais H3BO3mais NaHSO4
O processo de reação é relativamente simples, as etapas são as seguintes:
(1) Misture cianeto de sódio e tricloreto de boro em uma proporção molar de 1:1 e adicione uma quantidade suficiente de acetonitrila, DMF ou DMSO e outros solventes orgânicos.
(2) Adicione lentamente ácido diluído (como HCl ou H2ENTÃO4) à mistura reacional sob agitação, podendo-se observar que a mistura se transforma em uma suspensão branca durante a reação.
(3) A reação é geralmente realizada à temperatura ambiente, e água de resfriamento ou água gelada podem ser usadas para manter a temperatura da reação, e a reação geralmente leva 2-4 horas.
(4) Após a conclusão da reação, dilua a mistura de reação com água, depois lave o produto com uma solução de sal inorgânico (como solução de acetato de sódio) e, finalmente, lave com etanol.
(5) Seque o produto lavado para obter NaBH de alta pureza3CN.
Ambos os métodos acima podem preparar cianoborohidreto de sódio, mas o primeiro método é mais conveniente, por isso é mais comum em laboratório
Aqui estão alguns outros métodos sintéticos para a síntese de cianoborohidreto de sódio:
1. Método do tricloreto de boro:
Depois de misturar borato de sódio e ácido cianídrico, tricloreto de boro é adicionado e aquecido para obter NaBH3CN.
Proceda da seguinte forma:
(1) Em um ambiente seco, misture tricloreto de boro e metanol na proporção molar de 1:1.
(2) Adicione lentamente ácido cianídrico sob condições de agitação, e a mistura de reação produzirá cianeto de boro. Durante o curso da reação, observou-se que a mistura mudou de vermelho escuro para laranja e depois para amarelo claro.
(3) Adicionar cianeto de sódio e uma quantidade suficiente de metanol e continuar a agitar a mistura de reação. Nesta etapa, o cianeto de boro reage com o cianeto de sódio para formar NaBH3CN e NaCl.
(4) Após a conclusão da reação, a mistura de reação é filtrada para remover a matéria sólida residual. O produto é então lavado com água ou metanol.
(5) Finalmente, o produto lavado é seco para obter NaBH de alta pureza3CN.
2. Método de formaldeído:
Depois de misturar formaldeído e ácido cianídrico, hidróxido de sódio é adicionado sob a ação de álcali para obter NaBH3CN.
As etapas específicas são as seguintes:
(1) Misture formaldeído e cianeto de sódio em uma proporção molar de 2:1 e adicione uma quantidade suficiente de acetonitrila, DMF ou DMSO e outros solventes orgânicos.
(2) Adicione lentamente cianeto de boro sob agitação, geralmente a quantidade de cianeto de boro é 1.2-1.5 vezes maior que a de formaldeído, e pode ser diluída com solventes orgânicos como acetonitrila, DMF ou DMSO.
(3) Depois de adicionar cianeto de boro, continue a agitar a mistura de reação. A reação é geralmente realizada à temperatura ambiente, e o pH precisa ser controlado em torno do neutro. O tempo de reação é geralmente de várias horas.
(4) Após a reação, a mistura de reação pode ser diluída com água e o produto é lavado com uma solução de sal inorgânico (como solução de acetato de sódio) e finalmente lavado com etanol.
(5) Seque o produto lavado para obter NaBH de alta pureza3CN.
3. Método de acrilonitrila:
Depois de misturar acrilonitrila e ácido cianídrico, hidróxido de sódio e ácido bórico são adicionados para obter NaBH3CN.
As etapas específicas são as seguintes:
(1) Misture acrilonitrila e cianeto de sódio em uma proporção molar de 1:1,5 e adicione uma quantidade suficiente de solvente orgânico, como metanol ou acetonitrila.
(2) Adicione lentamente cianeto de boro sob agitação, geralmente a quantidade de cianeto de boro é 1.2-1.5 vezes maior que a de acrilonitrila, e pode ser diluída com solvente orgânico.
(3) Depois de adicionar cianeto de boro, continue a agitar a mistura de reação. A temperatura de reação é geralmente a temperatura ambiente e o tempo de reação é geralmente de várias horas.
(4) Após a reação, a mistura de reação pode ser diluída com água e o produto é lavado com uma solução de sal inorgânico (como solução de acetato de sódio) e finalmente lavado com etanol.
(5) Seque o produto lavado para obter NaBH de alta pureza3CN.
4. Método do hidrocianato de sódio:
Depois de misturar hidrocianato de sódio e hidróxido de sódio, adicione borohidreto de sódio e aqueça a 60 graus para obter NaBH3CN.
As etapas específicas são as seguintes:
(1) Misture cianeto de sódio e hidrocianato de sódio em uma proporção molar de 2:1 e adicione água suficiente.
(2) Adicione hidróxido de sódio lentamente sob agitação até que o valor de pH da solução atinja 10-11.
(3) Em seguida, adicione lentamente ácido cianídrico para controlar o valor do pH em torno de 7-8, geralmente exigindo agitação e aquecimento contínuos (cerca de 60 graus).
(4) Sob a condição de agitação e aquecimento, adicione cianeto de boro lentamente, geralmente a quantidade de cianeto de boro é 1.2-1.5 vezes maior que o ácido cianídrico, e pode ser diluído com água.
(5) Após a reação, o produto pode ser lavado com uma solução de sal inorgânico (como solução de acetato de sódio) e finalmente lavado com etanol.
(6) Seque o produto lavado para obter NaBH de alta pureza3CN.
Entre esses outros métodos sintéticos, o método do tricloreto de boro é um dos métodos mais comumente usados. Outros métodos também podem ser realizados em laboratório, mas é necessário escolher o método de produção mais adequado de acordo com o ambiente experimental e suas próprias necessidades.