Борогідрид натрію

Борогідри́д на́трію, те́трагі́дробора́т на́трію — це неорганічна сполука з хімічною формулою NaBH₄. За нормальних умов це безбарвні кристали, які добре розчиняються у воді і полярних органічних розчинниках. Натрію борогідрид широко використовується у лабораторному органічному синтезі та промисловості як відновлюючий агент.

Борогідрид натрію
Систематична назва	Натрій тетраборогідрид
Інші назви	Тетрагідроборат натрію
Ідентифікатори
Номер CAS	16940-66-2
Номер EINECS	241-004-4
ChEBI	50985
RTECS	ED3325000
SMILES	[Na+].[BH4-]
InChI	InChI=1S/BH4.Na/h1H4;/q-1;+1
Номер Гмеліна	23167
Властивості
Молекулярна формула	NaBH4
Молярна маса	37,83 г/моль
Зовнішній вигляд	біла речовина
Густина	1,0740 г/см³
Тпл	400 °C
Ткип	500 °C (розкл.)
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Примітки картки

Борогідрид натрію був відкритий в 1940-их роках , котрий в той час очолював роботу лабораторії, яка розробляла борогідриди металів для воєнних цілей. Результати роботи цієї лабораторії були опубліковані лише в 1953 році.

Отримання

Борогідрид натрію можна отримати кількома способами:

• метод, відкритий Шлесінгером — реакція гідриду натрію та триметоксибору:

${\displaystyle \mathrm {B(OCH_{3})_{3}+4NaH\ \rightarrow NaBH_{4}+3NaOCH_{3}\!} }$

• нагріванням суміші натрію (або гідриду натрію) та оксиду бору:

${\displaystyle \mathrm {Na+B_{2}O_{3}+7H_{2}\ \rightarrow 2Na[BH_{4}]+3H_{2}O\!} }$

${\displaystyle \mathrm {2NaH+2B_{2}O_{3}\ \rightarrow Na[BH_{4}]+3NaBO_{2}\!} }$

• при взаємодії гідриду натрію та диборану:

${\displaystyle \mathrm {2NaH+B_{2}H_{6}\ \rightarrow 2Na[BH_{4}]\!} }$

Хімічні властивості

Борогідрид натрію розкладається під дією води та розчинів кислот:

${\displaystyle \mathrm {Na[BH_{4}]+4H_{2}O\ \rightarrow NaOH+H_{3}BO_{3}+4H_{2}\!} }$

${\displaystyle \mathrm {Na[BH_{4}]+HCl+3H_{2}O\ \rightarrow NaCl+H_{3}BO_{3}+4H_{2}\!} }$

${\displaystyle \mathrm {2Na[BH_{4}]+2HCl\ {\xrightarrow {100^{o}C}}2NaCl+B_{2}H_{6}+2H_{2}\!} }$

На повітрі борогідрид окиснюється:

${\displaystyle \mathrm {Na[BH_{4}]+2O_{2}\ \rightarrow NaBO_{2}+2H_{2}O\!} }$

Нуклеофільні властивості

NaBH₄ проявляє сильні відновні властивості, він може відновлювати кетони, альдегіди, карбонових кислот, та іміни, а також подвійний зв'язок в 1,2-заміщених нітроетиленах з отриманням як продукту реакції 1,2-заміщених нітроалканів (в основному синтез проводять в спиртовому середовищі).

В борогідридному аніоні σ-зв'язок В-Н є нуклеофільним, оскільки електрони цього зв'язку займають HOMO. Найнижчою незаповненою молекулярною орбіталлю (LUMO) електрофіла (карбонільної сполуки) є π*-орбіталь подвійного С=О зв'язку. Тому пара електронів зв'язку В-Н атакує π*-орбіталь карбонільної сполуки розриваючи π-зв'язок С=О. У результаті утворюється інтермедіат оксианіон. Оскільки реакція в основному проводиться у воді, оксіаніон протонується через з утворенням гідроксильного замісника.

Застосування

Борогідрид натрію широко використовується у лабораторному органічному синтезі та хімічній промисловості як відновлюючий агент.

Див. також

• Гідрид натрію
• Диізобутилалюмінію гідрид

Примітки

1. (PDF). Архів оригіналу (PDF) за 17 грудня 2010. Процитовано 28 лютого 2012.
2. Banfi, L.; Narisano, E.; Riva, R.; Stiasni, N.; Hiersemann, M. «Sodium Borohydride» in Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis (Ed: L. Paquette) 2004, J. Wiley & Sons, New York. DOI:10.1002/047084289X.rs052.
3. 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. (1953). New developments in the chemistry of diborane and the borohydrides. General summary. J. Am. Chem. Soc. 75: 186—90. doi:10.1021/ja01097a049.
4. Clayden J., Greeves N., Warren S. Organic chemistry. — 2nd ed. — Oxford University Press, 2012. — .

Джерела

• CRC Handbook of Chemistry and Physics / D. R. Lide. — 86th. — Boca Raton (FL) : CRC Press, 2005. — 2656 p. — . (англ.)
• Реми Г. Курс неорганической химии / А. В. Новоселова. — М. : ИИЛ, 1963. — Т. 1. — 922 с. (рос.)
• Лидин Р. А., Молочко В. А., Андреева Л. Л. Химические свойства неорганических веществ / Р. А. Лидин. — 3-е. — М. : Химия, 2000. — 480 с. — . (рос.)
• Clayden J., Greeves N., Warren S. Organic chemistry. — 2nd ed. — Oxford University Press, 2012. — .