Natri borohydride

Bohydride natri hay natri bohydride, tetrahydroborat natri hoặc natri tetrahydroborat là một hợp chất vô cơ có công thức hóa học NaBH4. Ở nhiệt độ phòng, nó là chất rắn màu trắng, thường gặp dưới dạng bột, là tác nhân khử chuyên ngành được sử dụng trong sản xuất dược phẩm cũng như các hợp chất hữu cơ và vô cơ khác. Nó hòa tan trong metanol và nước, nhưng phản ứng với cả hai khi không có mặt base.Banfi L.; Narisano E.; Riva R. Sodium Borohydride trong Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Chủ biên: L. Paquette), 2004, J. Wiley & Sons, New York,.

Hợp chất này được H. I. Schlessinger phát hiện trong thập niên 1940, khi ông là người dẫn đầu nhóm phát triển các loại bohydride kim loại cho các ứng dụng thời chiến.Schlesinger H. I.; Brown H. C.; Abraham B.; Bond A. C.; Davidson N.; Finholt A. E.; Gilbreath J. R.; Hoekstra H.; Horvitz L.; Hyde E. K.; Katz J. J.; Knight J.; Lad R. A.; Mayfield D. L.; Rapp L.; Ritter D. M.; Schwartz A. M.; Sheft I.; Tuck L. D.; Walker A. O. New developments in the chemistry of diborane and the borohydrides. General summary, Journal of the American Chemical Society, 1953, quyển 75, trang 186–90, .

Tổng hợp
Bohydride natri được điều chế bằng phản ứng của natri hydride với trimetylborat ở 250–270 ℃:
B(OCH3)3 + 4NaH → NaBH4 + 3NaOCH3
Nó cũng có thể tạo ra từ phản ứng của NaH với thủy tinh bosilicat dạng bộtSchubert F.; Lang K.; Burger A. Alkali metal borohydrides (Bayer), 1960. Bằng sáng chế của Đức số DE 1088930 19600915 (ChemAbs: 55:120851). Phụ trương của Ger. 1.067.005 (CA 55, 11778i). Từ bản tóm tắt: Alkali metal borosilicates are treated with alkali metal hydrides in approx. 1:1 ratio at >100° with or without H pressure.

NaBH4 có thể được tái kết tinh bằng cách hòa tan trong diglyme (ete bis(2-methoxyethyl)) ấm (50 ℃) sau đó làm nguội dung dịch.Brown H. C. Organic Syntheses via Boranes, John Wiley & Sons, Inc. New York: 1975. ISBN 0-471-11280-1. trang 260–1.

Phản ứng
Các ứng dụng tổng hợp hữu cơ
Bohydride natri khử các andehit và xeton thành rượu, cũng như các dẫn xuất của các axit carboxylic hoạt hóa hơn như các acyl chloride và thiol este. Tuy nhiên, không giống như tác nhân khử mạnh hydride nhôm lithi, sử dụng duy nhất của NaBH4 với các điều kiện phản ứng vừa phải sẽ không khử các este, amit hoặc các axit carboxylic. Một ví dụ của sử dụng bohydride natri là sản xuất công nghiệp của fexofenadin, trong đó có một công đoạn khử:Special feature section:
Hydride reductions Christian T. Goralski và Bakthan Singaram Org. Process Res. Dev.; 2006; 10(5) trang 947 - 948; (chủ biên). .
400px|Quá trình khử trong tổng hợp fexofenadin

Các tác nhân khử liên quan
Độ hoạt động của các tác nhân khử bohydride có thể được giảm đi bởi sự ổn định liên kết bo-hydride. Điều này có thể thực hiện bằng cách gắn một các nhóm lớn về mặt không gian hoặc các nhóm thu hút electron. Các nhóm axetyl (natri triaxetoxybohydride, (NaBH(OCOCH3)3) hoặc cyano (natri cyanobohydride (NaCNBH3)) đã từng được sử dụng cho mục đích này. Kết quả là chúng có ứng dụng trong phản ứng amin hóa khử. Tại đây, trung gian imin phải được khử chọn lọc trong sự hiện diện của vật liệu khởi động là anđehyt hoặc xeton.

Các tác nhân khử mạnh hơn có thể sinh ra bằng cách gây mất ổn định liên kết bo-hydride. Nó được tìm thấy trong các hợp chất như các siêu hydride (trietylbohydride lithi) và L-selectride (tri-sec-butylbohydride lithi)Seyden-Penne, J. "Reductions by the Alumino- and Borohydrides in Organic Synthesis"; VCH–Lavoisier: Paris, 1991.

Các phản ứng khác
nhỏ|phải|200px|Mô hình cầu que của Zr(BH4)4
oxy hóa NaBH4 bằng iod trong tetrahydrofuran tạo ra phức chất BH3-THF, có thể khử được các este. Tương tự như hệ NaBH4–MeOH, tạo thành bằng cách bổ sung metanol vào bohydride natri trong THF chảy ngược khử các este thành các rượu tương ứng, chẳng hạn benzyl benzoat thành rượu benzyl.

BH4− là một phối thể tốt cho các ion kim loại. Các phức chất bohydride như thế thông thường được điều chế bằng phản ứng của NaBH4 (hoặc LiBH4) đối với các halide kim loại tương ứng, chẳng hạn Zr(BH4)4.

Tế bào nhiên liệu

Bohydride natri cũng được sử dụng trong các hệ thống tế bào nhiên liệu thực nghiệm. Là nhiên liệu, nó ít dễ bắt cháy và ít bay hơi hơn so với xăng nhưng có tính ăn mòn cao hơn. Nó tương đối thân thiện môi trường do độc tính thấp của các borat. Hydro được sinh ra cho các tế bào nhiên liệu bằng phân hủy có chất xúc tác trong dung dịch nước của bohydride:
NaBH4 + 2H2O → NaBO2 + 4H2↑

Xem thêm
Bohydride lithi

Tham khảo

Liên kết ngoài
MSDS
NPI - Bo và các hợp chất 
Hydrogen Storage via Sodium Borohydride, Millennium Cell inc. (PDF) 
Materials & Energy Research Institute Tokyo, Ltd. 
Chemo- and stereoselectivity using Borohydride reagents 

Thể loại:Hóa chất
Thể loại:Hợp chất natri
Thể loại:Hợp chất bor
Thể loại:Tác nhân khử
Thể loại:Muối borohydride