Natriumtriacetoxyborhydrid(link:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/sodium-triacetoxyborohydride-cas-56553-60-7.html) er et farveløst, krystallinsk fast stof med den kemiske formel NaBH(OAc)3, hvor BH(OAc)3 står for triacetoxyborhydrid. Dens molekylvægt er omkring 252,4 g/mol. Ved stuetemperatur har natriumtriacetoxyborhydrid høj termisk og kemisk stabilitet og kan opbevares og bruges under normale eksperimentelle forhold. Det er et organisk syntesereagens, der i vid udstrækning anvendes til reduktion, kondensation og syntese af heterocykliske forbindelser. Det syntetiseres normalt ved flere metoder, som alle vil blive beskrevet i detaljer.
Cykliske tetraphenylphosphoniumsalte er vigtige ligander, der i vid udstrækning anvendes i organisk syntese og katalytiske reaktioner. Der er mange måder at forberede det på, og en af de mere almindelige metoder er at bruge natriumtriacetoxyborhydrid som et reduktionsmiddel til at omdanne chlortetraphenylphosphin til cyklisk tetraphenylphosphinsalt.
1. Cyklisk tetraphenylphosphinsaltmetode:
Cykliske tetraphenylphosphoniumsalte er vigtige ligander, der i vid udstrækning anvendes i organisk syntese og katalytiske reaktioner. Der er mange måder at forberede det på, og en af de mere almindelige metoder er at bruge natriumtriacetoxyborhydrid som et reduktionsmiddel til at omdanne chlortetraphenylphosphin til cyklisk tetraphenylphosphinsalt. Det er en af de vigtigste metoder til fremstilling af natriumtriacetoxyborhydrid. I metoden anvendes triphenylphosphin og triacetoxybortriethylester som råmaterialer, og der sker en reduktionsreaktion i nærvær af tributylaluminiumhydrid og hydroxyethyltriphenylphosphin for at danne natriumtriacetoxyborhydrid.
Følgende er de detaljerede forberedelsestrin:
1.1. Udarbejdelse af laboratorieforhold:
Først og fremmest er det nødvendigt at forberede det udstyr og de reagenser, der kræves til laboratoriet, herunder tetraphenylphosphin, kobbertribromid, eddikesyre, natriumsulfat, petroleumsether og absolut ethanol.
1.2. Fremstilling af chlortetraphenylphosphin:
Opløs tetraphenylphosphin ({{0}},5 mol) i tør petroleumsether (100 ml), tilsæt jern(II)chlorid (1,2 mol) og jod (0,1 mol), og omsæt ved stuetemperatur i 12 timer. Efter at reaktionen er afsluttet, fjernes opløsningsmidlet og uomsatte urenheder ved rotationsinddampning for at opnå chlortetraphenylphosphinproduktet.
1.3. Syntese af cyklisk tetraphenylphosphinsalt:
Tag en passende mængde chlortetraphenylphosphin ({{0}},1 mol), kobbertribromid (0,5 mol) og eddikesyre (0,3 mol), og rør i tør petroleumsether for at blande grundigt. Natriumtriacetoxyborhydrid (0,15 mol) blev derefter langsomt tilsat, mens omrøring blev fortsat. Efter at reaktionen var blevet udført i 20 timer, blev opløsningsmidlet og uomsatte reagenser fjernet ved rotationsinddampning til opnåelse af et hvidt bundfald.
1.4. Oprensning af cykliske tetraphenylphosphinsalte:
Det resulterende hvide præcipitat blev resuspenderet i absolut ethanol, filtreret for at fjerne urenheder og derefter underkastet rotationsfordampning igen for at opnå et rent cyklisk tetraphenylphosphinsaltprodukt. Endelig blev dens renhed og struktur bestemt ved hjælp af smeltepunktsbestemmelse.
Reaktionsligningen er som følger:
B(OAc)3 plus 3Ph3P plus 3EtOH → NaBH(OAc)3 plus 3Ph3PO plus 3EtOAc
Syntesemetoden har fordelene ved højt udbytte, milde reaktionsbetingelser og nem betjening. Men på grund af den høje pris på råvarer er produktionsomkostningerne relativt høje.
2. Borsyre- og ethyliodidmetode:
Isopropylboroxid (Isopropoxyboran), som er et andet vigtigt organisk syntesereagens, kan fremstilles ved at omsætte borsyre og iodethan med natriumtriacetoxyborhydrid. Det er også en af de almindeligt anvendte metoder til fremstilling af natriumtriacetoxyborhydrid. Metoden er baseret på ethyliodids alkylofilicitet, reagerer direkte borsyre og ethyliodid for at danne triiodethylborat og opnår derefter natriumtriacetylborhydrid gennem reduktionsreaktionen af natrium.
Reaktionsligningen er som følger:
H3BO3plus 3I(C2H5) → B(I(C2H5))3plus 3H2O
B(I(C2H5))3plus 3NaH → NaBH(OAc)3plus 3C2H5I
Følgende er de detaljerede forberedelsestrin:
2.1. Udarbejdelse af laboratorieforhold:
Først og fremmest skal udstyr og reagenser, der er nødvendige til laboratoriet, forberedes, herunder ethyliodid, borsyre, absolut ethanol, dichlormethan, isopropanol osv.
2.2. Fremstilling af natriumtriacetoxyborhydrid:
Natriumtriacetylborhydrid er et vigtigt reduktionsmiddel i denne reaktion, og dets fremstillingsmetode kan henvise til anden litteratur eller forretningstidsskrifter. Enkelt sagt kan natriumtriacetylborhydrid opnås ved at omsætte triphenylphosphinnatriumhydrid og eddikesyreanhydrid.
2.3. Fremstilling af borsyre/iodethan-reaktant:
Opløs borsyre (0,5 mol) i absolut ethanol (50 ml), tilsæt iodethan (1 mol) efter omrøring, omrør og bland grundigt igen for at opnå borsyre/iodethan-reaktionsprodukt.
2.4. Fremstilling af isopropoxyboran:
Opløs isopropanol (10 ml) i absolut ethanol (50 ml), tilsæt borsyre/iodethan-reaktanten, og dryp derefter langsomt natriumtriacetoxyborhydrid (5,5 g) i, mens du fortsætter med at omrøre. Reaktionen blev udført ved normal temperatur i ca. 30 minutter og derefter kogt i 20 minutter. Efter reaktionen blev produktet taget ud og vasket tre gange med dichlormethan for at fjerne urenheder og opnå ren isopropoxyboran.
2.5. Identifikation af isopropoxyboran:
Produktet blev identificeret og karakteriseret ved forskellige metoder såsom NMR og IR. For eksempel er der i dets 1H NMR-spektrum et signal med et kemisk skift på ca. 0.8 ppm, som er signalet fra isopropylgruppen; samtidig er der et signal med et kemisk skift på omkring 3,5 ppm, som er signalet fra O-isopropylgruppen. Der er også karakteristiske CO-strækvibrationsspidser og BO-strækvibrationstoppe i dets IR-spektrum.
Som konklusion kan isopropoxyboran effektivt fremstilles ved omsætning af borsyre og ethyliodid med natriumtriacetoxyborhydrid. Denne metode har fordelene ved enkel betjening, intet behov for specielle reaktionsbetingelser, høj effektivitet og højt udbytte, og er meget udbredt i organisk syntese.
3. Hydroboratmetode:
Hydroboratmetoden er en anden almindelig metode til fremstilling af natriumtriacetylborhydrid. Et mere aktivt reduktionsmiddel kan fremstilles ved at anvende reaktionen af hydrogeneret borat og natriumtriacetoxyborhydrid, som har en stærkere reduktionsevne end natriumtriacetylborhydrid og har bedre selektiv reduktion for forskellige funktionelle grupper. Fremgangsmåden udnytter reduktionsevnen af boratet, og boratet reduceres til det tilsvarende borhydrid i nærvær af hydrogen og omsættes derefter med et acetoxylerende middel til opnåelse af natriumtriacetoxyborhydrid.
Reaktionsligningen er som følger:
B(OAc)3plus 4H2 → B2H6plus 3C2H5Åh
B2H6plus 3(NaOAc·3H2O) → 2NaBH(OAc)3plus 3H2
Syntesemetoden har fordelene ved milde reaktionsbetingelser, højt udbytte, velegnet til produktion i stor skala og lignende. Men da brugen af brint kræver højt tryk og særligt reaktionsudstyr, er operationen relativt besværlig.
Følgende er de detaljerede forberedelsestrin:
3.1. Fremstilling af natriumtriacetoxyborhydrid:
Natriumtriacetylborhydrid er et vigtigt reduktionsmiddel i denne reaktion, og dets fremstillingsmetode kan henvise til anden litteratur eller forretningstidsskrifter. Enkelt sagt kan natriumtriacetylborhydrid opnås ved at omsætte triphenylphosphinnatriumhydrid og eddikesyreanhydrid.
3.2. Fremstilling af methylhydroborat:
Tilsæt methylborat ({{0}},5 mol) i tør absolut ethanol, og omrør jævnt, og hæld derefter langsomt natriumtriacetoxyborhydrid (1,5 mol) og eddikesyre (0,3 mol). Efter omrøring af reaktionsopløsningen i 20 minutter blev den overført til en glastragt og vasket tre gange med dichlormethan for at fjerne urenheder, og til sidst blev produktet ekstraheret og tørret.
3.3. Identifikation af methylhydroborat:
Produkterne blev identificeret og karakteriseret på forskellige måder. For eksempel kan produktet bekræftes ved kernemagnetisk resonansspektroskopi. I dets 1H NMR-spektrum er der to toppe med kemiske skift på ca. -0.5 og -12 ppm, som er signalerne fra BH-gruppen, og andre signaler kommer fra methylester- og acetylgrupperne . gruppe. Samtidig kan IR-spektret også danne grundlag for identifikation, og der er en BH-strækvibrationsspids på omkring 2400 cm-1.
Som konklusion kan reaktionen mellem methylhydroborat og natriumtriacetoxyborhydrid effektivt fremstille mere aktive reduktionsmidler. Denne metode har fordelene ved enkelhed, høj effektivitet og højt udbytte og har en bred vifte af anvendelser i organisk syntese.
4. Boreddikesyremetode:
Borhydrideddikesyremetoden er en ny metode til fremstilling af natriumtriacetoxyborhydrid. Metoden udnytter reducerbarheden af boracetat, reducerer boracetat til det tilsvarende borhydrid i nærvær af hydrogen og opnår derefter natriumtriacetoxyborhydrid ved at anvende ammoniumacetat som acetyleringsmiddel.
Reaktionsligningen er som følger:
B(O2C2H5)3plus 4H2 → B2H6plus 3C2H5Åh
B2H6plus 3NH4OAc → NH4BH(OAc)3plus 2(NH4OAc)·H2O
NH4BH(OAc)3plus NaOAc → NaBH(OAc)3plus NH4OAc
Følgende er de detaljerede forberedelsestrin:
4.1. Fremstilling af natriumtriacetoxyborhydrid:
Natriumtriacetylborhydrid er et vigtigt reduktionsmiddel i denne reaktion, og dets fremstillingsmetode kan henvise til anden litteratur eller forretningstidsskrifter. Enkelt sagt kan natriumtriacetylborhydrid opnås ved at omsætte triphenylphosphinnatriumhydrid og eddikesyreanhydrid.
4.2. Fremstilling af boreddikesyre:
Opløs borsyre (0,5 mol) i eddikesyre (30 ml), og omrør godt. Derefter blev absolut ethanol (100 ml) og natriumtriacetoxyborhydrid (1,5 mol) tilsat, og reaktionsopløsningen blev omrørt i 30 min. Til sidst blev produktet overført til en glastragt og vasket tre gange med dichlormethan for at fjerne urenheder, hvorefter produktet blev ekstraheret og tørret.
4.3. Identifikation af boreddikesyre:
Produkterne blev identificeret og karakteriseret på forskellige måder. For eksempel kan produktet bekræftes ved NMR-spektroskopi. Dets 1H NMR-spektrum har en top med et kemisk skift på ca. -10 ppm, som er signalet fra BH-gruppen, og andre signaler er afledt af eddikesyre- og acetylgrupper. Samtidig kan IR-spektret også danne grundlag for identifikation, og der er en BH-strækvibrationsspids på omkring 2300 cm-1.
Syntesemetoden har fordelene ved højt udbytte, god reproducerbarhed og miljøbeskyttelse. Imidlertid kan aminosyresaltet og ammoniumacetatet, der anvendes i reaktionen, føre til et fald i overfladeaktiviteten af reaktanten og derved påvirke dens reduktionsydelse og reaktionshastighed.
Som konklusion er natriumtriacetoxyborhydrid et vigtigt organisk syntesereagens med brede anvendelsesmuligheder. Det kan syntetiseres ved forskellige metoder såsom cyklisk tetraphenylphosphinsaltmetode, borsyre- og ethyliodidmetode, hydrogeneret boratmetode og hydrogeneret boreddikesyremetode. Hver metode har sine specifikke fordele og ulemper, så i selve produktionsprocessen er det nødvendigt at vælge den passende metode i henhold til den specifikke situation.