natrium sianoborohidridamerupakan senyawa organik yang dapat digunakan untuk mereduksi senyawa asil dan senyawa organik lainnya, sehingga merupakan salah satu reduktor yang umum digunakan dalam sintesis organik. Berikut ini adalah dua rute sintetik umum dari Sodium Cyanoborohydride:
1. Reaksi natrium sianida dan natrium borohidrida
Natrium sianida dan natrium borohidrida pertama-tama dicampur dan direaksikan pada suhu kamar. Sodium Cyanoborohydride dan hidrogen dihasilkan selama reaksi:
NaCN ditambah NaBH4→ NaBH3CN ditambah H2
Setelah reaksi, Sodium Cyanoborohydride yang dihasilkan dapat diperoleh dengan menyaring dan mengeringkan di bawah vakum untuk mendapatkan produk murni.
Langkah-langkah rinci dari reaksi adalah sebagai berikut:
(1) Dalam lingkungan yang kering, campurkan natrium sianida dan natrium borohidrida dengan perbandingan molar 1:1, dan tambahkan campuran tersebut ke dalam metanol anhidrat kering.
(2) Tambahkan campuran metanol ke dalam reaktor dan panaskan sampai suhu reaksi sambil diaduk. Biasanya suhu reaksi adalah 0-5 derajat , yang dapat dikontrol dengan rendaman es-garam.
(3) Perlahan-lahan tambahkan tetesan air dalam jumlah yang sesuai ke dalam campuran reaksi untuk mendorong reaksi. Selama reaksi, metanol terurai menjadi formaldehida dan gas hidrogen, sedangkan natrium sianida dan natrium borohidrida bereaksi membentuk NaBH3CN.
(4) Setelah reaksi selesai, campuran reaksi disaring untuk menghilangkan sisa padatan, kemudian produk dicuci dengan air atau metanol.
2. Reaksi natrium sianida dan boron triklorida
Natrium sianida dan boron triklorida pertama-tama dicampur dan direaksikan pada suhu kamar. Reaksi menghasilkan sianida dan hidrogen, dan membentuk zat antara natrium triklorida borosianida (NaCN·BCl3). Kemudian, asam sulfat ditambahkan, zat antara dihidrolisis dan dikeringkan di bawah vakum untuk menghasilkan Sodium Cyanoborohydride:
NaCN ditambah BCl3→ NaCN-BCl3
NaCN BCl3ditambah H2O ditambah H2JADI4→ NaBH3CN ditambah H3BO3ditambah NaHSO4
Proses reaksinya relatif sederhana, langkah-langkahnya adalah sebagai berikut:
(1) Campurkan natrium sianida dan boron triklorida dengan perbandingan molar 1:1, dan tambahkan asetonitril, DMF atau DMSO dan pelarut organik lainnya dalam jumlah yang cukup.
(2) Perlahan tambahkan asam encer (seperti HCl atau H2JADI4) ke campuran reaksi sambil diaduk, dan dapat diamati bahwa campuran berubah menjadi suspensi putih selama reaksi.
(3) Reaksi umumnya dilakukan pada suhu kamar, dan air pendingin atau air es dapat digunakan untuk mempertahankan suhu reaksi, dan reaksi biasanya memakan waktu 2-4 jam.
(4) Setelah reaksi selesai, encerkan campuran reaksi dengan air, lalu cuci produk dengan larutan garam anorganik (seperti larutan natrium asetat), dan terakhir cuci dengan etanol.
(5) Keringkan produk yang telah dicuci untuk mendapatkan NaBH dengan kemurnian tinggi3CN.
Kedua cara di atas dapat membuat Sodium Cyanoborohydride, tetapi cara pertama lebih mudah, sehingga lebih umum di laboratorium.
Berikut adalah beberapa metode sintetik lain untuk sintesis Sodium cyanoborohydride:
1. Metode boron triklorida:
Setelah mencampur natrium borat dan asam hidrosianat, boron triklorida ditambahkan dan dipanaskan untuk memperoleh NaBH3CN.
Lanjutkan sebagai berikut:
(1) Dalam lingkungan kering, campurkan boron triklorida dan metanol dengan rasio molar 1:1.
(2) Tambahkan asam hidrosianat secara perlahan dalam kondisi pengadukan, dan campuran reaksi akan menghasilkan boron sianida. Selama reaksi, campuran diamati berubah dari merah tua menjadi oranye dan kemudian menjadi kuning muda.
(3) Tambahkan natrium sianida dan metanol secukupnya, dan lanjutkan mengaduk campuran reaksi. Pada langkah ini, boron sianida bereaksi dengan natrium sianida membentuk NaBH3CN dan NaCl.
(4) Setelah reaksi selesai, campuran reaksi disaring untuk menghilangkan sisa padatan. Produk kemudian dicuci dengan air atau metanol.
(5) Terakhir, produk yang dicuci dikeringkan untuk mendapatkan NaBH dengan kemurnian tinggi3CN.
2. Metode formaldehida:
Setelah mencampur formaldehida dan asam hidrosianat, natrium hidroksida ditambahkan di bawah aksi alkali untuk mendapatkan NaBH3CN.
Langkah-langkah khusus adalah sebagai berikut:
(1) Campur formaldehida dan natrium sianida dengan perbandingan molar 2:1, dan tambahkan asetonitril, DMF atau DMSO dan pelarut organik lainnya dalam jumlah yang cukup.
(2) Perlahan tambahkan boron sianida sambil diaduk, biasanya jumlah boron sianida adalah 1,2-1,5 kali dari formaldehida, dan dapat diencerkan dengan pelarut organik seperti asetonitril, DMF atau DMSO.
(3) Setelah menambahkan boron sianida, lanjutkan mengaduk campuran reaksi. Reaksi umumnya dilakukan pada suhu kamar, dan pH perlu dikontrol pada sekitar netral. Waktu reaksi biasanya beberapa jam.
(4) Setelah reaksi, campuran reaksi dapat diencerkan dengan air, dan produk dicuci dengan larutan garam anorganik (seperti larutan natrium asetat), dan terakhir dicuci dengan etanol.
(5) Keringkan produk yang telah dicuci untuk mendapatkan NaBH dengan kemurnian tinggi3CN.
3. Metode akrilonitril:
Setelah pencampuran akrilonitril dan asam hidrosianat, natrium hidroksida dan asam borat ditambahkan untuk mendapatkan NaBH3CN.
Langkah-langkah khusus adalah sebagai berikut:
(1) Campurkan akrilonitril dan natrium sianida dengan perbandingan molar 1:1,5, dan tambahkan pelarut organik secukupnya seperti metanol atau asetonitril.
(2) Perlahan tambahkan boron sianida sambil diaduk, biasanya jumlah boron sianida adalah 1,2-1,5 kali dari akrilonitril, dan dapat diencerkan dengan pelarut organik.
(3) Setelah menambahkan boron sianida, lanjutkan mengaduk campuran reaksi. Suhu reaksi umumnya pada suhu kamar, dan waktu reaksi biasanya beberapa jam.
(4) Setelah reaksi, campuran reaksi dapat diencerkan dengan air, dan produk dicuci dengan larutan garam anorganik (seperti larutan natrium asetat), dan terakhir dicuci dengan etanol.
(5) Keringkan produk yang telah dicuci untuk mendapatkan NaBH dengan kemurnian tinggi3CN.
4. Metode natrium hidrosianat:
Setelah mencampur natrium hidrosianat dan natrium hidroksida, tambahkan natrium borohidrida dan panaskan hingga 60 derajat untuk mendapatkan NaBH3CN.
Langkah-langkah khusus adalah sebagai berikut:
(1) Campurkan natrium sianida dan natrium hidrosianat dengan perbandingan molar 2:1, dan tambahkan air secukupnya.
(2) Perlahan tambahkan natrium hidroksida sambil diaduk hingga nilai pH larutan mencapai 10-11.
(3) Selanjutnya, tambahkan asam hidrosianat secara perlahan untuk mengontrol nilai pH sekitar 7-8, biasanya membutuhkan pengadukan dan pemanasan terus menerus (sekitar 60 derajat ).
(4) Dalam kondisi pengadukan dan pemanasan, tambahkan boron sianida secara perlahan, biasanya jumlah boron sianida adalah 1,2-1,5 kali lipat dari asam hidrosianat, dan dapat diencerkan dengan air.
(5) Setelah reaksi, produk dapat dicuci dengan larutan garam anorganik (seperti larutan natrium asetat), dan terakhir dicuci dengan etanol.
(6) Keringkan produk yang telah dicuci untuk mendapatkan NaBH dengan kemurnian tinggi3CN.
Di antara metode sintetik lainnya, metode boron triklorida adalah salah satu metode yang paling umum digunakan. Metode lain juga dapat dilakukan di laboratorium, namun perlu dipilih metode yang paling cocok untuk produksi sesuai dengan lingkungan percobaan dan kebutuhannya sendiri.