O que é boro -hidreto de sódio e suas aplicações

Boro-hidreto de sódio, também conhecido como tetra-hidroborato de sódio e tetra-hidroborato de sódio, é um composto inorgânico com a fórmula nabh4.Este sólido branco, geralmente em pó, é um agente redutor que encontra aplicações em laboratório e química em escala industrial. para a pulpação de madeira, mas o custo é alto demais para ser comercializado. O composto é solúvel em álcoois, alguns éteres e água, mas hidrolisa lentamente.O composto foi descoberto na década de 1940 por H. I. Schlesinger, que liderou uma equipe que procurava compostos voláteis de urânio. Os resultados deste estudo em tempo de guerra foram desclassificados e publicados em 1953.

Propriedades

O boro-hidreto de sódio é um pó microcristalino branco sem odor a esbranquiçado que frequentemente aglomerados. solventes protegidos para formar H2; No entanto, essas reações são bastante lentas. A 20 ° C, a decomposição completa da solução de metanol leva quase 90 minutos. Decompõe em soluções aquosas neutras ou ácidas, mas é estável a pH 14.

Reatividade

O NABH4 pode reduzir muitos compostos de carbonil orgânicos, dependendo das condições específicas. Normalmente, é usado em laboratórios para converter cetonas e aldeídos em álcool. Reduz efetivamente cloretos ácidos, anidridos, alfa-hidroxilactonas, tioesters e imines à temperatura ambiente ou abaixo. ou a temperaturas elevadas, enquanto os ácidos carboxílicos e as amidas não são reduzidos. O NABH4 reage com água e álcoois para evoluir gás de hidrogênio e formar o borato correspondente, uma reação que é particularmente rápida em pH baixo.No entanto, os álcoois (geralmente metanol ou etanol) são geralmente o solvente de escolha para a redução de cetonas e aldeídos com boro -hidreto de sódio. O mecanismo de redução de cetonas e aldeídos foi examinado por estudos cinéticos e, contrária a descrições populares em livros de texto, não Envolva um estado de transição de 4 membros, como a hidroboração de alcenos ou um estado de transição de 6 membros envolvendo o solvente de álcool da molécula. Requerem ativação de ligação de hidrogênio porque a redução não ocorre em solventes apropóticos como dignyme.wowever, a ordem da taxa nos álcoois é de 1,5, enquanto os carbonilos e os boro-hidrides são de primeira ordem, sugerindo um mecanismo mais complexo do que o que envolve um estado de transição de seis membros envolvendo apenas uma única molécula de álcool.Foi proposto que os carbonilos e borohidretos sejam ativados simultaneamente através de interações com íons álcool e alcóxido, respectivamente, e que as reações prosseguem através de estados de transição abertos.

As cetonas α, β-insaturadas tendem a ser reduzidas pelo NABH4 nas 1,4 posições, embora as misturas sejam geralmente formadas. A adição de cloreto de cério aumenta a seletividade da redução de 1,2 (redução luche) de cetonas insaturadas. Os ésteres α, β-insaturados também sofrem 1,4-redução na presença de NABH4.The NaBH4-MeOH system was formed by adding methanol to sodium borohydride in refluxing THF to reduce the ester to the corresponding alcohol.Mixed water or alcohol with borohydride to convert some of them into unstable hydride esters,and the reduction was more efficient,but the O agente redutor se decompôs espontaneamente para produzir gás hidrogênio e borato. A mesma reação também pode ocorrer por via intramolecular: os α-cetoestores são convertidos em dióis à medida que o álcool resultante ataca o boro-hidreto para produzir um éster do boro-hidrido, que reduz o estro adjacente.

A reatividade do NABH4 pode ser aprimorada ou aprimorada por vários compostos.

Formulários

Fabricação de papel

A principal aplicação do boro -hidreto de sódio é a produção de ditionita de sódio a partir de dióxido de enxofre: ditionita de sódio é usada como agente branqueador nas indústrias de polpa e tingimento de madeira.

Síntese química

O boro -hidreto de sódio reduz aldeídos e cetonas para os álcool relacionados. Essa reação é usada para produzir vários antibióticos, incluindo cloranfenicol, di -hidrotriptomicina e tienol.

Armazenamento de hidrogênio

O boro -hidreto de sódio é considerado uma maneira de armazenar hidrogênio para veículos de hidrogênio, pois é mais seguro (estável no ar seco) e mais eficiente em uma base de peso do que a maioria das outras alternativas. Método barato e eficiente para reciclar o metaborato de sódio hidrolisado de volta ao boro -hidreto. Em 2007, não existe esse processo.Embora as temperaturas e pressões práticas para armazenamento de hidrogênio ainda não tenham sido alcançadas, em 2012 nanoestruturas de cérebro de cérebro de boro-hidreto de sódio foram usadas com sucesso para armazenar, liberar e reabsorrar hidrogênio em condições leves.