Natriumtriacetoxyboorhydride(koppeling:https://www.bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/sodium-triacetoxyborohydride-cas-56553-60-7}.html) is een kleurloze, kristallijne vaste stof met de chemische formule NaBH(OAc)3, waarbij BH(OAc)3 staat voor triacetoxyboorhydride. Het molecuulgewicht is ongeveer 252,4 g/mol. Bij kamertemperatuur heeft natriumtriacetoxyboorhydride een hoge thermische en chemische stabiliteit en kan het onder normale experimentele omstandigheden worden bewaard en gebruikt. Het is een organisch synthesereagens dat veel wordt gebruikt bij reductie, condensatie en synthese van heterocyclische verbindingen. Het wordt meestal op verschillende manieren gesynthetiseerd, die allemaal in detail zullen worden beschreven.
Cyclische tetrafenylfosfoniumzouten zijn belangrijke liganden die veel worden gebruikt in organische synthese en katalytische reacties. Er zijn veel manieren om het te bereiden, en een van de meest gebruikelijke methoden is het gebruik van natriumtriacetoxyboorhydride als reductiemiddel om chloortetrafenylfosfine om te zetten in cyclisch tetrafenylfosfinezout.
1. Cyclische tetrafenylfosfinezoutmethode:
Cyclische tetrafenylfosfoniumzouten zijn belangrijke liganden die veel worden gebruikt in organische synthese en katalytische reacties. Er zijn veel manieren om het te bereiden, en een van de meest gebruikelijke methoden is het gebruik van natriumtriacetoxyboorhydride als reductiemiddel om chloortetrafenylfosfine om te zetten in cyclisch tetrafenylfosfinezout. Het is een van de belangrijkste methoden om natriumtriacetoxyboorhydride te bereiden. Bij de methode worden trifenylfosfine en triacetoxyboortriethylester gebruikt als grondstoffen en vindt er een reductiereactie plaats in aanwezigheid van tributylaluminiumhydride en hydroxyethyltrifenylfosfine om natriumtriacetoxyboorhydride te genereren.
Hieronder volgen de gedetailleerde voorbereidingsstappen:
1.1. Bereiding van laboratoriumomstandigheden:
Allereerst is het noodzakelijk om de apparatuur en reagentia te bereiden die nodig zijn voor het laboratorium, waaronder tetrafenylfosfine, kopertribromide, azijnzuur, natriumsulfaat, petroleumether en absolute ethanol.
1.2. Bereiding van chloortetrafenylfosfine:
Los tetrafenylfosfine ({{0}},5 mol) op in droge petroleumether (100 ml), voeg ferrochloride (1,2 mol) en jodium (0,1 mol) toe en laat 12 uur bij kamertemperatuur reageren. Nadat de reactie is voltooid, worden het oplosmiddel en de niet-gereageerde onzuiverheden verwijderd door rotatieverdamping om het chloortetrafenylfosfineproduct te verkrijgen.
1.3. Synthese van cyclisch tetrafenylfosfinezout:
Neem een geschikte hoeveelheid chloortetrafenylfosfine ({{0}.1 mol), kopertribromide (0.5 mol) en azijnzuur (0.3 mol) en roer erdoor droge petroleumether om grondig te mengen. Daarna werd langzaam natriumtriacetoxyboorhydride (0,15 mol) toegevoegd terwijl het roeren werd voortgezet. Nadat de reactie gedurende 20 uur was uitgevoerd, werden het oplosmiddel en niet-gereageerde reagentia verwijderd door rotatieverdamping om een wit precipitaat te verkrijgen.
1.4. Zuivering van cyclische tetrafenylfosfinezouten:
Het resulterende witte precipitaat werd opnieuw gesuspendeerd in absolute ethanol, gefiltreerd om onzuiverheden te verwijderen en vervolgens opnieuw onderworpen aan roterende verdamping om een zuiver cyclisch tetrafenylfosfinezoutproduct te verkrijgen. Tenslotte werden de zuiverheid en structuur bepaald door middel van smeltpuntbepaling.
De reactievergelijking is als volgt:
B(OAc)3 plus 3Ph3P plus 3EtOH → NaBH(OAc)3 plus 3Ph3PO plus 3EtOAc
De synthesemethode heeft de voordelen van hoge opbrengst, milde reactieomstandigheden en eenvoudige bediening. Door de hoge prijs van grondstoffen zijn de productiekosten echter relatief hoog.
2. Boorzuur- en ethyljodidemethode:
Isopropylbooroxide (isopropoxyboraan), een ander belangrijk organisch synthesereagens, kan worden bereid door boorzuur en joodethaan te laten reageren met natriumtriacetoxyboorhydride. Het is ook een van de meest gebruikte methoden voor het bereiden van natriumtriacetoxyboorhydride. De methode is gebaseerd op de alkylofiliteit van ethyljodide, reageert direct boorzuur en ethyljodide om triiodoethylboraat te genereren en verkrijgt vervolgens natriumtriacetylboorhydride door de reductiereactie van natrium.
De reactievergelijking is als volgt:
H3BO3plus 3I(C2H5) → B(I(C2H5))3plus 3H2O
B(I(C2H5))3plus 3NaH → NaBH(OAc)3plus 3C2H5I
Hieronder volgen de gedetailleerde voorbereidingsstappen:
2.1. Bereiding van laboratoriumomstandigheden:
Allereerst moeten de apparatuur en reagentia die nodig zijn voor het laboratorium worden voorbereid, waaronder ethyljodide, boorzuur, absolute ethanol, dichloormethaan, isopropanol, enz.
2.2. Bereiding van natriumtriacetoxyboorhydride:
Natriumtriacetylboorhydride is een belangrijk reductiemiddel bij deze reactie en de bereidingsmethode kan verwijzen naar andere literatuur of zakelijke tijdschriften. In eenvoudige bewoordingen kan natriumtriacetylboorhydride worden verkregen door trifenylfosfine-natriumhydride en azijnzuuranhydride te laten reageren.
2.3. Bereiding van boorzuur/joodethaanreagens:
Los boorzuur (0,5 mol) op in absolute ethanol (50 ml), voeg na roeren joodethaan (1 mol) toe, roer en meng opnieuw grondig om het reactieproduct boorzuur/joodethaan te verkrijgen.
2.4. Bereiding van isopropoxyboraan:
Los isopropanol (10 ml) op in absolute ethanol (50 ml), voeg het boorzuur/joodethaanreagens toe en voeg langzaam natriumtriacetoxyboorhydride (5,5 g) toe terwijl u blijft roeren. De reactie werd ongeveer 30 minuten bij normale temperatuur uitgevoerd en daarna 20 minuten gekookt. Na de reactie werd het product eruit gehaald en driemaal gewassen met dichloormethaan om onzuiverheden te verwijderen en zuiver isopropoxyboraan te verkrijgen.
2.5. Identificatie van isopropoxyboraan:
Het product werd op verschillende manieren geïdentificeerd en gekarakteriseerd, zoals NMR en IR. In zijn 1H NMR-spectrum is er bijvoorbeeld een signaal met een chemische verschuiving van ongeveer 0,8 ppm, wat het signaal is van de isopropylgroep; tegelijkertijd is er een signaal met een chemische verschuiving van ongeveer 3,5 ppm, wat het signaal is van de O-isopropylgroep. Er zijn ook karakteristieke CO-strekkende trillingspieken en BO-strekkende trillingspieken in het IR-spectrum.
Concluderend kan isopropoxyboraan efficiënt worden bereid door de reactie van boorzuur en ethyljodide met natriumtriacetoxyboorhydride. Deze methode heeft de voordelen van eenvoudige bediening, geen behoefte aan speciale reactieomstandigheden, hoge efficiëntie en hoge opbrengst, en wordt veel gebruikt in organische synthese.
3. Hydroboraatmethode:
De hydroboraatmethode is een andere gebruikelijke methode voor het bereiden van natriumtriacetylboorhydride. Een actiever reductiemiddel kan worden bereid door de reactie van gehydrogeneerd boraat en natriumtriacetoxyboorhydride te gebruiken, dat een sterker reducerend vermogen heeft dan natriumtriacetylboorhydride en een betere selectieve reductie heeft voor verschillende functionele groepen. De methode maakt gebruik van de reduceerbaarheid van het boraat en het boraat wordt gereduceerd tot het overeenkomstige boorhydride in aanwezigheid van waterstof, en vervolgens omgezet met een acetoxyleringsmiddel om natriumtriacetoxyboorhydride te verkrijgen.
De reactievergelijking is als volgt:
B(OAc)3plus 4H2 → B2H6plus 3C2H5OH
B2H6plus 3(NaOAc·3H2O) → 2NaBH(OAc)3plus 3H2
De synthesemethode heeft de voordelen van milde reactieomstandigheden, hoge opbrengst, geschikt voor productie op grote schaal en dergelijke. Aangezien het gebruik van waterstof echter hoge druk en speciale reactieapparatuur vereist, is de operatie relatief omslachtig.
Hieronder volgen de gedetailleerde voorbereidingsstappen:
3.1. Bereiding van natriumtriacetoxyboorhydride:
Natriumtriacetylboorhydride is een belangrijk reductiemiddel bij deze reactie en de bereidingsmethode kan verwijzen naar andere literatuur of zakelijke tijdschriften. In eenvoudige bewoordingen kan natriumtriacetylboorhydride worden verkregen door trifenylfosfine-natriumhydride en azijnzuuranhydride te laten reageren.
3.2. Bereiding van methylhydroboraat:
Voeg in droge absolute ethanol methylboraat ({{0}},5 mol) toe en roer gelijkmatig, voeg dan langzaam natriumtriacetoxyboorhydride (1,5 mol) en azijnzuur (0,3 mol) toe. Na 20 minuten roeren van de reactieoplossing werd deze overgebracht naar een glazen trechter en driemaal gewassen met dichloormethaan om onzuiverheden te verwijderen, en tenslotte werd het product geëxtraheerd en gedroogd.
3.3. Identificatie van methylhydroboraat:
De producten werden op verschillende manieren geïdentificeerd en gekarakteriseerd. Het product kan bijvoorbeeld worden bevestigd door kernspinresonantiespectroscopie. In het 1H NMR-spectrum zijn er twee pieken met chemische verschuivingen van ongeveer -0,5 en -12 ppm, dit zijn de signalen van de BH-groep, en andere signalen komen van de methylester- en acetylgroepen . groep. Tegelijkertijd kan het IR-spectrum ook de basis vormen voor identificatie, en er is een BH-uitrekkende trillingspiek op ongeveer 2400 cm-1.
Concluderend kan de reactie tussen methylhydroboraat en natriumtriacetoxyboorhydride effectiever actievere reductiemiddelen bereiden. Deze methode heeft de voordelen van eenvoud, hoge efficiëntie en hoge opbrengst, en heeft een breed scala aan toepassingen in organische synthese.
4. Boroazijnzuurmethode:
De boorhydride-azijnzuurmethode is een opkomende methode voor de bereiding van natriumtriacetoxyboorhydride. De methode maakt gebruik van de reduceerbaarheid van booracetaat, reduceert booracetaat tot het overeenkomstige boorhydride in aanwezigheid van waterstof en verkrijgt vervolgens natriumtriacetoxyboorhydride door ammoniumacetaat als acetyleringsmiddel te gebruiken.
De reactievergelijking is als volgt:
B(O2C2H5)3plus 4H2 → B2H6plus 3C2H5OH
B2H6plus 3NH4OAc → NH4BH(OAc)3plus 2(NH4OAc)·H2O
NH4BH(OAc)3plus NaOAc → NaBH(OAc)3plus NH4OAc
Hieronder volgen de gedetailleerde voorbereidingsstappen:
4.1. Bereiding van natriumtriacetoxyboorhydride:
Natriumtriacetylboorhydride is een belangrijk reductiemiddel bij deze reactie en de bereidingsmethode kan verwijzen naar andere literatuur of zakelijke tijdschriften. In eenvoudige bewoordingen kan natriumtriacetylboorhydride worden verkregen door trifenylfosfine-natriumhydride en azijnzuuranhydride te laten reageren.
4.2. Bereiding van boorazijnzuur:
Los boorzuur (0,5 mol) op in azijnzuur (30 ml) en roer goed. Vervolgens werden absolute ethanol (100 ml) en natriumtriacetoxyboorhydride (1,5 mol) toegevoegd, en de reactieoplossing werd 30 min geroerd. Ten slotte werd het product overgebracht naar een glazen trechter en driemaal gewassen met dichloormethaan om onzuiverheden te verwijderen, vervolgens werd het product geëxtraheerd en gedroogd.
4.3. Identificatie van boorazijnzuur:
De producten werden op verschillende manieren geïdentificeerd en gekarakteriseerd. Het product kan bijvoorbeeld worden bevestigd door middel van NMR-spectroscopie. Het 1H NMR-spectrum heeft een piek met een chemische verschuiving van ongeveer -10 ppm, wat het signaal is van de BH-groep, en andere signalen zijn afgeleid van azijnzuur- en acetylgroepen. Tegelijkertijd kan het IR-spectrum ook een basis vormen voor identificatie, en er is een BH-uitrekkende trillingspiek op ongeveer 2300 cm-1.
De synthesemethode heeft de voordelen van hoge opbrengst, goede reproduceerbaarheid en milieubescherming. Het aminozuurzout en ammoniumacetaat dat in de reactie wordt gebruikt, kan echter leiden tot een afname van de oppervlakteactiviteit van de reactant, waardoor de reductieprestaties en reactiesnelheid worden beïnvloed.
Concluderend is natriumtriacetoxyboorhydride een belangrijk organisch synthesereagens met brede toepassingsmogelijkheden. Het kan op verschillende manieren worden gesynthetiseerd, zoals de cyclische tetrafenylfosfinezoutmethode, de boorzuur- en ethyljodidemethode, de gehydrogeneerde boraatmethode en de gehydrogeneerde boorazijnzuurmethode. Elke methode heeft zijn specifieke voor- en nadelen, dus in het eigenlijke productieproces is het noodzakelijk om de juiste methode te kiezen op basis van de specifieke situatie.