Natrium Sianoborohidridaadalah sebatian organik yang boleh digunakan untuk mengurangkan sebatian asil dan sebatian organik lain, jadi ia adalah salah satu agen penurunan yang biasa digunakan dalam sintesis organik. Berikut adalah dua laluan sintetik biasa Sodium Cyanoborohydride:
1. Tindak balas natrium sianida dan natrium borohidrida
Natrium sianida dan natrium borohidrida mula-mula dicampur dan bertindak balas pada suhu bilik. Sodium Cyanoborohydride dan hidrogen dijana semasa tindak balas:
NaCN tambah NaBH4→ NaBH3CN tambah H2
Selepas tindak balas, Sodium Cyanoborohydride yang terhasil boleh diperolehi dengan menapis dan mengeringkan di bawah vakum untuk mendapatkan produk tulen.
Langkah-langkah terperinci tindak balas adalah seperti berikut:
(1) Dalam persekitaran yang kering, campurkan natrium sianida dan natrium borohidrida pada nisbah molar 1:1, dan tambah campuran itu untuk mengeringkan metanol kontang.
(2) Masukkan campuran metanol ke dalam reaktor dan panaskan pada suhu tindak balas dengan kacau. Biasanya suhu tindak balas ialah 0-5 darjah, yang boleh dikawal dengan mandi ais-garam.
(3) Perlahan-lahan tambah jumlah air yang sesuai secara titisan ke dalam campuran tindak balas untuk menggalakkan tindak balas. Semasa tindak balas, metanol terurai kepada formaldehid dan gas hidrogen, manakala natrium sianida dan natrium borohidrida bertindak balas untuk membentuk NaBH3CN.
(4) Selepas tindak balas selesai, campuran tindak balas ditapis untuk mengeluarkan sisa pepejal, dan kemudian produk dibasuh dengan air atau metanol.
2. Tindak balas natrium sianida dan boron triklorida
Natrium sianida dan boron triklorida mula-mula dicampur dan bertindak balas pada suhu bilik. Tindak balas menghasilkan sianida dan hidrogen, dan membentuk perantaraan natrium triklorida borosianida (NaCN·BCl3). Kemudian, asid sulfurik ditambah, perantaraan dihidrolisiskan dan dikeringkan di bawah vakum untuk memberikan Natrium Sianoborohidrida:
NaCN tambah BCl3→ NaCN BCl3
NaCN BCl3tambah H2O tambah H2JADI4→ NaBH3CN tambah H3BO3ditambah NaHSO4
Proses tindak balas adalah agak mudah, langkah-langkahnya adalah seperti berikut:
(1) Campurkan natrium sianida dan boron triklorida pada nisbah molar 1:1, dan tambahkan jumlah asetonitril, DMF atau DMSO dan pelarut organik lain yang mencukupi.
(2) Perlahan tambah asid cair (seperti HCl atau H2JADI4) kepada campuran tindak balas di bawah kacau, dan boleh diperhatikan bahawa campuran bertukar menjadi ampaian putih semasa tindak balas.
(3) Tindak balas biasanya dijalankan pada suhu bilik, dan air penyejuk atau air ais boleh digunakan untuk mengekalkan suhu tindak balas, dan tindak balas biasanya mengambil masa 2-4 jam.
(4) Selepas tindak balas selesai, cairkan campuran tindak balas dengan air, kemudian basuh produk dengan larutan garam tak organik (seperti larutan natrium asetat), dan akhirnya basuh dengan etanol.
(5) Keringkan produk yang telah dibasuh untuk mendapatkan NaBH ketulenan tinggi3CN.
Kedua-dua kaedah di atas boleh menyediakan Sodium Cyanoborohydride, tetapi kaedah pertama lebih mudah, jadi ia lebih biasa di makmal
Berikut adalah beberapa kaedah sintetik lain untuk sintesis Sodium cyanoborohydride:
1. Kaedah boron triklorida:
Selepas mencampurkan natrium borat dan asid hidrosianik, boron triklorida ditambah dan dipanaskan untuk mendapatkan NaBH3CN.
Teruskan seperti berikut:
(1) Dalam persekitaran yang kering, campurkan boron triklorida dan metanol pada nisbah molar 1:1.
(2) Perlahan tambah asid hidrosianik di bawah keadaan kacau, dan campuran tindak balas akan menghasilkan boron sianida. Semasa tindak balas, campuran diperhatikan berubah daripada merah gelap kepada oren dan kemudian kepada kuning muda.
(3) Tambah natrium sianida dan jumlah metanol yang mencukupi, dan teruskan kacau campuran tindak balas. Dalam langkah ini, boron sianida bertindak balas dengan natrium sianida untuk membentuk NaBH3CN dan NaCl.
(4) Selepas tindak balas selesai, campuran tindak balas ditapis untuk membuang sisa bahan pepejal. Produk kemudian dibasuh dengan air atau metanol.
(5) Akhir sekali, produk yang dibasuh dikeringkan untuk mendapatkan NaBH ketulenan tinggi3CN.
2. Kaedah formaldehid:
Selepas mencampurkan formaldehid dan asid hidrosianik, natrium hidroksida ditambah di bawah tindakan alkali untuk mendapatkan NaBH3CN.
Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
(1) Campurkan formaldehid dan natrium sianida pada nisbah molar 2:1, dan tambahkan jumlah asetonitril, DMF atau DMSO dan pelarut organik lain yang mencukupi.
(2) Tambah boron sianida secara perlahan di bawah kacau, biasanya jumlah boron sianida ialah 1.2-1.5 kali ganda daripada formaldehid, dan ia boleh dicairkan dengan pelarut organik seperti asetonitril, DMF atau DMSO.
(3) Selepas menambah boron sianida, teruskan mengacau campuran tindak balas. Tindak balas biasanya dijalankan pada suhu bilik, dan pH perlu dikawal pada sekitar neutral. Masa tindak balas biasanya beberapa jam.
(4) Selepas tindak balas, campuran tindak balas boleh dicairkan dengan air, dan produk dibasuh dengan larutan garam bukan organik (seperti larutan natrium asetat), dan akhirnya dibasuh dengan etanol.
(5) Keringkan produk yang telah dibasuh untuk mendapatkan NaBH ketulenan tinggi3CN.
3. Kaedah akrilonitril:
Selepas mencampurkan akrilonitril dan asid hidrosianik, natrium hidroksida dan asid borik ditambah untuk mendapatkan NaBH3CN.
Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
(1) Campurkan akrilonitril dan natrium sianida pada nisbah molar 1:1.5, dan tambahkan jumlah pelarut organik yang mencukupi seperti metanol atau asetonitril.
(2) Tambah boron sianida secara perlahan di bawah kacau, biasanya jumlah boron sianida ialah 1.2-1.5 kali ganda daripada akrilonitril, dan ia boleh dicairkan dengan pelarut organik.
(3) Selepas menambah boron sianida, teruskan mengacau campuran tindak balas. Suhu tindak balas biasanya pada suhu bilik, dan masa tindak balas biasanya beberapa jam.
(4) Selepas tindak balas, campuran tindak balas boleh dicairkan dengan air, dan produk dibasuh dengan larutan garam bukan organik (seperti larutan natrium asetat), dan akhirnya dibasuh dengan etanol.
(5) Keringkan produk yang telah dibasuh untuk mendapatkan NaBH ketulenan tinggi3CN.
4. Kaedah natrium hidrosianat:
Selepas mencampurkan natrium hidrosianat dan natrium hidroksida, tambah natrium borohidrida dan panaskan hingga 60 darjah untuk mendapatkan NaBH3CN.
Langkah-langkah khusus adalah seperti berikut:
(1) Campurkan natrium sianida dan natrium hidrosianat dalam nisbah molar 2:1, dan tambahkan air secukupnya.
(2) Tambah natrium hidroksida perlahan-lahan di bawah kacau sehingga nilai pH larutan mencapai 10-11.
(3) Seterusnya, tambah asid hidrosianik perlahan-lahan untuk mengawal nilai pH pada sekitar 7-8, biasanya memerlukan kacau dan pemanasan berterusan (sekitar 60 darjah ).
(4) Dalam keadaan kacau dan pemanasan, tambah boron sianida perlahan-lahan, biasanya jumlah boron sianida ialah 1.2-1.5 kali ganda asid hidrosianik, dan ia boleh dicairkan dengan air.
(5) Selepas tindak balas, produk boleh dibasuh dengan larutan garam tak organik (seperti larutan natrium asetat), dan akhirnya dibasuh dengan etanol.
(6) Keringkan produk yang telah dibasuh untuk mendapatkan NaBH ketulenan tinggi3CN.
Antara kaedah sintetik lain ini, kaedah boron triklorida adalah salah satu kaedah yang paling biasa digunakan. Kaedah lain juga boleh dijalankan di makmal, tetapi perlu memilih kaedah yang paling sesuai untuk pengeluaran mengikut persekitaran eksperimen dan keperluannya sendiri.