คุณเตรียมโซเดียมไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์อย่างไร?

โซเดียม ไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์(ลิงค์:HTTPS://www.Bloomtechz.com/synthetic-chemical/organic-intermediates/sodium-Triacetoxyborohydride-CAS-56553-60-7.html) เป็นของแข็งผลึกไม่มีสีที่มีสูตรเคมี NaBH(OAc)3 โดยที่ BH(OAc)3 ย่อมาจาก triacetoxyborohydride น้ำหนักโมเลกุลประมาณ 252.4 กรัม/โมล ที่อุณหภูมิห้อง โซเดียมไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์มีความเสถียรทางความร้อนและทางเคมีสูง และสามารถจัดเก็บและใช้งานภายใต้สภาวะการทดลองปกติ เป็นรีเอเจนต์การสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการรีดักชัน การควบแน่น และการสังเคราะห์สารประกอบเฮเทอโรไซคลิก โดยปกติแล้วจะมีการสังเคราะห์ด้วยวิธีต่างๆ หลายวิธี ซึ่งทั้งหมดจะอธิบายโดยละเอียด

เกลือของไซคลิกเตตระฟีนิลฟอสโฟเนียมเป็นลิแกนด์ที่สำคัญซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยา มีหลายวิธีในการเตรียม และหนึ่งในวิธีทั่วไปคือการใช้โซเดียม

1. วิธีเกลือไซคลิกเตตระฟีนิลฟอสฟีน:

เกลือของไซคลิกเตตระฟีนิลฟอสโฟเนียมเป็นลิแกนด์ที่สำคัญซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์และปฏิกิริยาการเร่งปฏิกิริยา มีหลายวิธีในการเตรียม และหนึ่งในวิธีทั่วไปคือการใช้โซเดียม เป็นหนึ่งในวิธีการหลักในการเตรียม Sodium Triacetoxyborohydride ในวิธีการนี้ จะใช้ไตรฟีนิลฟอสฟีนและไตรอะเซทอกซีโบรอนไตรเอทิลเอสเทอร์เป็นวัตถุดิบ และปฏิกิริยารีดิวซ์จะเกิดขึ้นเมื่อมีไตรบิวทิลอะลูมินัมไฮไดรด์และไฮดรอกซีเอทิลไตรฟีนิลฟอสฟีนเพื่อสร้างโซเดียมไตรอะซีทอกซีโบโรไฮไดรด์

ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการเตรียมโดยละเอียด:

1.1. การเตรียมสภาพห้องปฏิบัติการ:

ก่อนอื่น จำเป็นต้องเตรียมอุปกรณ์และน้ำยาที่จำเป็นสำหรับห้องปฏิบัติการ ได้แก่ tetraphenylphosphine, copper tribromide, กรดอะซิติก, โซเดียมซัลเฟต, ปิโตรเลียมอีเทอร์และเอธานอลสัมบูรณ์

1.2. การเตรียมคลอโรทราฟีนิลฟอสฟีน:

ละลาย tetraphenylphosphine ({{0}}.5 โมล) ในปิโตรเลียมอีเทอร์แห้ง (100 มล.) เติมเฟอร์รัสคลอไรด์ (1.2 โมล) และไอโอดีน (0.1 โมล) และทำปฏิกิริยาที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลา 12 ชั่วโมง หลังจากปฏิกิริยาเสร็จสิ้น ตัวทำละลายและสิ่งสกปรกที่ไม่ได้ทำปฏิกิริยาจะถูกกำจัดออกโดยการระเหยแบบหมุนเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์คลอโรทราฟีนิลฟอสฟีน

1.3. การสังเคราะห์เกลือเตตระฟีนิลฟอสฟีนแบบไซคลิก:

ใช้ chlorotetraphenylphosphine ในปริมาณที่เหมาะสม ({{0}}.1 mol), copper tribromide (0.5 mol) และกรดอะซิติก (0.3 mol) แล้วคนให้เข้ากัน ปิโตรเลียมอีเทอร์แห้งผสมให้เข้ากัน โซเดียม ไตรอะซีทอกซีโบโรไฮไดรด์ (0.15 โมล) จากนั้นค่อยๆ เติมในขณะที่กวนต่อไป หลังจากทำปฏิกิริยาเป็นเวลา 20 ชั่วโมง ตัวทำละลายและตัวทำปฏิกิริยาที่ไม่ทำปฏิกิริยาถูกกำจัดออกโดยการระเหยแบบหมุนเพื่อให้ได้ตะกอนสีขาว

1.4. การทำให้บริสุทธิ์ของเกลือไซคลิกเตตระฟีนิลฟอสฟีน:

ตะกอนสีขาวที่เป็นผลลัพธ์ถูกแขวนลอยใหม่ในเอธานอลสัมบูรณ์ กรองเพื่อขจัดสิ่งเจือปน จากนั้นนำไประเหยแบบหมุนอีกครั้งเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์เกลือไซคลิกเตตระฟีนิลฟอสฟีนที่บริสุทธิ์ ในที่สุด ความบริสุทธิ์และโครงสร้างถูกกำหนดด้วยวิธีการหาจุดหลอมเหลว

สมการปฏิกิริยามีดังนี้:

B(OAc)3 บวก 3Ph3P บวก 3EtOH → NaBH(OAc)3 บวก 3Ph3PO บวก 3EtOAc

วิธีการสังเคราะห์มีข้อได้เปรียบในด้านผลผลิตสูง สภาวะการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรง และการทำงานที่ง่าย อย่างไรก็ตามเนื่องจากวัตถุดิบมีราคาสูงทำให้ต้นทุนการผลิตค่อนข้างสูง

2. วิธีกรดบอริกและเอทิลไอโอไดด์:

ไอโซโพรพิลโบรอนออกไซด์ (ไอโซโพรพอกซีโบราน) ซึ่งเป็นสารทำปฏิกิริยาสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่สำคัญอีกชนิดหนึ่ง สามารถเตรียมได้โดยทำปฏิกิริยากรดบอริกและไอโอโดอีเทนกับโซเดียมไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์ นอกจากนี้ยังเป็นหนึ่งในวิธีการที่ใช้กันทั่วไปในการเตรียม Sodium Triacetoxyborohydride วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับความเป็นด่างของเอทิลไอโอไดด์ ทำปฏิกิริยาโดยตรงกับกรดบอริกและเอทิลไอโอไดด์เพื่อสร้างไตรไอโอโดเอทิลบอเรต จากนั้นจะได้โซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์ผ่านปฏิกิริยารีดักชันของโซเดียม

สมการปฏิกิริยามีดังนี้:

H₃ทบ₃บวก 3I(ค₂H₅) → B(I(C₂H₅))₃บวก 3H₂O

B(I(C₂H₅))₃บวก 3NaH → NaBH(OAc)₃บวก 3C₂H₅I

ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการเตรียมโดยละเอียด:

2.1. การเตรียมสภาพห้องปฏิบัติการ:

ก่อนอื่น ต้องเตรียมอุปกรณ์และรีเอเจนต์ที่จำเป็นสำหรับห้องปฏิบัติการ ได้แก่ เอทิลไอโอไดด์ กรดบอริก เอธานอลสัมบูรณ์ ไดคลอโรมีเทน ไอโซโพรพานอล ฯลฯ

2.2. การเตรียมโซเดียมไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์:

โซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์เป็นตัวรีดิวซ์ที่สำคัญในปฏิกิริยานี้ และวิธีการเตรียมสามารถอ้างถึงวรรณกรรมหรือวารสารธุรกิจอื่นๆ พูดง่ายๆ ก็คือ โซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์สามารถได้รับจากการทำปฏิกิริยาของไตรฟีนิลฟอสฟีนโซเดียมไฮไดรด์และอะซิติกแอนไฮไดรด์

2.3. การเตรียมกรดบอริก/สารตั้งต้นไอโอโดอีเทน:

ละลายกรดบอริก (0.5 โมล) ในเอธานอลสัมบูรณ์ (50 มล.) เติมไอโอโดอีเทน (1 โมล) หลังจากกวน คนและผสมให้เข้ากันอีกครั้งเพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์จากปฏิกิริยากรดบอริก/ไอโอโดอีเทน

2.4. การเตรียม Isopropoxyborane:

ละลายไอโซโพรพานอล (10 มล.) ในเอธานอลสัมบูรณ์ (50 มล.) เติมกรดบอริก/สารตั้งต้นไอโอโดอีเทน จากนั้นค่อยๆ หยดโซเดียม ไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์ (5.5 ก.) ในขณะที่กวนต่อไป ปฏิกิริยาถูกดำเนินการที่อุณหภูมิปกติเป็นเวลาประมาณ 30 นาที จากนั้นต้มเป็นเวลา 20 นาที หลังจากเกิดปฏิกิริยา ผลิตภัณฑ์ถูกนำออกมาและล้างสามครั้งด้วยไดคลอโรมีเทนเพื่อขจัดสิ่งเจือปนและรับไอโซโพรพอกซีโบเรนที่บริสุทธิ์

2.5. การระบุ Isopropoxyborane:

ผลิตภัณฑ์ได้รับการระบุและแสดงคุณลักษณะด้วยวิธีต่างๆ เช่น NMR และ IR ตัวอย่างเช่น ในสเปกตรัม 1H NMR มีสัญญาณที่มีการเลื่อนทางเคมีประมาณ 0.8 ppm ซึ่งเป็นสัญญาณของหมู่ไอโซโพรพิล ในขณะเดียวกันก็มีสัญญาณที่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีประมาณ 3.5 ppm ซึ่งเป็นสัญญาณของกลุ่ม O-isopropyl นอกจากนี้ยังมีลักษณะเฉพาะของ CO ที่ยืดยอดการสั่นและ BO ที่ยืดยอดการสั่นในสเปกตรัม IR ของมัน

สรุปได้ว่า Isopropoxyborane สามารถเตรียมได้อย่างมีประสิทธิภาพโดยปฏิกิริยาของกรดบอริกและเอทิลไอโอไดด์กับ Sodium Triacetoxyborohydride วิธีนี้มีข้อดีของการใช้งานที่ง่าย ไม่จำเป็นต้องมีเงื่อนไขปฏิกิริยาพิเศษ มีประสิทธิภาพสูงและให้ผลผลิตสูง และใช้กันอย่างแพร่หลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์

3. วิธีไฮโดรบอเรต:

วิธีไฮโดรบอเรตเป็นอีกวิธีหนึ่งที่ใช้กันทั่วไปในการเตรียมโซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์ สารรีดิวซ์ที่ออกฤทธิ์มากกว่าสามารถเตรียมได้โดยใช้ปฏิกิริยาของไฮโดรจิเนเต็ดบอเรตและโซเดียมไตรอะซีทอกซีโบโรไฮไดรด์ ซึ่งมีความสามารถในการรีดิวซ์ที่แรงกว่าโซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์ และมีการลดลงแบบเลือกได้ดีกว่าสำหรับหมู่ฟังก์ชันที่แตกต่างกัน วิธีการนี้ใช้ความสามารถในการลดลงของบอเรต และบอเรตจะถูกรีดิวซ์เป็นบอโรไฮไดรด์ที่สอดคล้องกันเมื่อมีไฮโดรเจน และจากนั้นทำปฏิกิริยากับสารอะซีทอกซิเลตติ้งเพื่อให้ได้โซเดียมไตรอะซีทอกซีโบโรไฮไดรด์

สมการปฏิกิริยามีดังนี้:

B(โอเอซี)₃บวก 4H₂ → B₂H₆บวก 3C₂H₅โอ้

B₂H₆บวก 3(NaOAc·3H₂O) → 2NaBH(OAc)₃บวก 3H₂

วิธีการสังเคราะห์มีข้อได้เปรียบของสภาวะการเกิดปฏิกิริยาที่ไม่รุนแรง ผลผลิตสูง เหมาะสำหรับการผลิตจำนวนมากและอื่นๆ ในทำนองเดียวกัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากการใช้ไฮโดรเจนต้องใช้แรงดันสูงและอุปกรณ์ปฏิกิริยาพิเศษ การดำเนินการจึงค่อนข้างยุ่งยาก

ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการเตรียมโดยละเอียด:

3.1. การเตรียมโซเดียมไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์:

โซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์เป็นตัวรีดิวซ์ที่สำคัญในปฏิกิริยานี้ และวิธีการเตรียมสามารถอ้างถึงวรรณกรรมหรือวารสารธุรกิจอื่นๆ พูดง่ายๆ ก็คือ โซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์สามารถได้รับจากการทำปฏิกิริยาของไตรฟีนิลฟอสฟีนโซเดียมไฮไดรด์และอะซิติกแอนไฮไดรด์

3.2. การเตรียมเมทิลไฮโดรบอเรต:

ในเอทานอลแบบแห้ง ให้เติมเมทิลบอเรต ({{0}}.5 โมล) และคนให้เข้ากัน จากนั้นค่อยๆ หยดโซเดียมไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์ (1.5 โมล) และกรดอะซิติก (0.3 โมล) หลังจากกวนสารละลายปฏิกิริยาเป็นเวลา 20 นาที มันถูกถ่ายโอนไปยังกรวยแก้วและล้างสามครั้งด้วยไดคลอโรมีเทนเพื่อขจัดสิ่งเจือปน และสุดท้าย ผลิตภัณฑ์ถูกสกัดและทำให้แห้ง

3.3. การระบุเมทิลไฮโดรบอเรต:

ผลิตภัณฑ์ได้รับการระบุและแสดงคุณลักษณะด้วยวิธีการต่างๆ ตัวอย่างเช่น สามารถยืนยันผลิตภัณฑ์ได้ด้วยนิวเคลียร์แมกเนติกเรโซแนนซ์สเปกโทรสโกปี ในสเปกตรัม 1H NMR มีจุดพีคสองพีคที่มีการเลื่อนทางเคมีประมาณ -0.5 และ -12 ppm ซึ่งเป็นสัญญาณของกลุ่ม BH และสัญญาณอื่นๆ มาจากกลุ่มเมทิลเอสเทอร์และอะเซทิล . กลุ่ม. ในขณะเดียวกัน สเปกตรัม IR ยังสามารถใช้เป็นพื้นฐานในการระบุตัวตนได้ และมีค่าสูงสุดของการสั่นสะเทือนที่ยืดออกของ BH ที่ประมาณ 2,400 ซม.-1

โดยสรุป ปฏิกิริยาระหว่างเมทิลไฮโดรบอเรตและโซเดียมไตรอะซีทอกซีบอโรไฮไดรด์สามารถเตรียมสารรีดิวซ์ที่ออกฤทธิ์ได้มากขึ้นได้อย่างมีประสิทธิภาพ วิธีนี้มีข้อดีของความเรียบง่าย ประสิทธิภาพสูง และให้ผลผลิตสูง และมีการประยุกต์ที่หลากหลายในการสังเคราะห์สารอินทรีย์

4. วิธีกรดบอโรอะซิติก:

วิธีบอโรไฮไดรด์อะซิติกแอซิดเป็นวิธีการใหม่สำหรับการเตรียมโซเดียมไตรอะซีตอกซีโบโรไฮไดรด์ วิธีการนี้ใช้ความสามารถในการลดลงของโบโรอะซีเตต ลดโบโรอะซีเตตให้เป็นบอโรไฮไดรด์ที่สอดคล้องกันเมื่อมีไฮโดรเจน และจากนั้นได้รับโซเดียม

สมการปฏิกิริยามีดังนี้:

B(O₂C₂H₅)₃บวก 4H₂ → B₂H₆บวก 3C₂H₅โอ้

B₂H₆บวก 3NH₄OAc → NH₄BH(โอแอค)₃บวก 2(น₄OAc)·เอช₂O

เอ็นเอช₄BH(โอแอค)₃บวก NaOAc → NaBH(OAc)₃บวก NH₄สตง

ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนการเตรียมโดยละเอียด:

4.1. การเตรียมโซเดียมไตรอะเซทอกซีโบโรไฮไดรด์:

โซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์เป็นตัวรีดิวซ์ที่สำคัญในปฏิกิริยานี้ และวิธีการเตรียมสามารถอ้างถึงวรรณกรรมหรือวารสารธุรกิจอื่นๆ พูดง่ายๆ ก็คือ โซเดียมไตรอะเซทิลโบโรไฮไดรด์สามารถได้รับจากการทำปฏิกิริยาของไตรฟีนิลฟอสฟีนโซเดียมไฮไดรด์และอะซิติกแอนไฮไดรด์

4.2. การเตรียมกรดบอโรอะซิติก:

ละลายกรดบอริก (0.5 โมล) ในกรดอะซิติก (30 มล.) แล้วคนให้เข้ากัน จากนั้น เอธานอลสัมบูรณ์ (100 มล.) และโซเดียม ไตรอะซีทอกซีบอโรไฮไดรด์ (1.5 โมล) ถูกเติม และสารละลายปฏิกิริยาถูกกวนผสมเป็นเวลา 30 นาที ในที่สุด ผลิตภัณฑ์ถูกถ่ายโอนไปยังกรวยแก้วและล้างสามครั้งด้วยไดคลอโรมีเทนเพื่อขจัดสิ่งเจือปน จากนั้นจึงสกัดผลิตภัณฑ์และทำให้แห้ง

4.3. การระบุกรดบอโรอะซิติก:

ผลิตภัณฑ์ได้รับการระบุและแสดงคุณลักษณะด้วยวิธีการต่างๆ ตัวอย่างเช่น สามารถยืนยันผลิตภัณฑ์ได้ด้วย NMR spectroscopy สเปกตรัม 1H NMR มีจุดสูงสุดที่มีการเปลี่ยนแปลงทางเคมีประมาณ -10 ppm ซึ่งเป็นสัญญาณของกลุ่ม BH และสัญญาณอื่นๆ ได้มาจากกรดอะซิติกและกลุ่มอะซิติล ในขณะเดียวกัน สเปกตรัม IR ยังสามารถใช้เป็นพื้นฐานในการระบุตัวตนได้ และมีค่าสูงสุดของการสั่นสะเทือนที่ยืดออกของ BH ที่ประมาณ 2,300 ซม.-1

วิธีการสังเคราะห์มีข้อได้เปรียบในด้านผลผลิตสูง การทำซ้ำที่ดี และการปกป้องสิ่งแวดล้อม อย่างไรก็ตาม เกลือของกรดอะมิโนและแอมโมเนียมอะซิเตตที่ใช้ในปฏิกิริยาอาจทำให้กิจกรรมที่พื้นผิวของสารตั้งต้นลดลง ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพการลดลงและอัตราการเกิดปฏิกิริยา

โดยสรุปแล้ว Sodium Triacetoxyborohydride เป็นรีเอเจนต์การสังเคราะห์สารอินทรีย์ที่สำคัญซึ่งมีความเป็นไปได้ในการใช้งานในวงกว้าง สามารถสังเคราะห์ได้ด้วยวิธีการต่างๆ เช่น วิธีไซคลิกเตตระฟีนิลฟอสฟีนเกลือ วิธีกรดบอริกและเอทิลไอโอไดด์ วิธีเติมไฮโดรเจนบอเรต และวิธีเติมไฮโดรเจนโบโรแอซีติกแอซิด แต่ละวิธีมีข้อดีและข้อเสียเฉพาะ ดังนั้น ในกระบวนการผลิตจริงจำเป็นต้องเลือกวิธีที่เหมาะสมตามสถานการณ์เฉพาะ