¿Qué es el borohidruro de sodio y sus aplicaciones?

Borohidruro de sodio, también conocido como tetrahidroborado de sodio y tetrahidroborado de sodio, es un compuesto inorgánico con la fórmula nabh4. Este sólido blanco, generalmente en forma de polvo, es un agente reductor que encuentra aplicaciones en la química de laboratorio y a escala industrial. Para la pulpa de madera, pero el costo es demasiado alto para ser comercializado. El compuesto es soluble en alcoholes, algunos éteres y agua, pero se hidroliza lentamente.El compuesto fue descubierto en la década de 1940 por H. I. Schlesinger, quien lideró un equipo en busca de compuestos de uranio volátiles. Los resultados de este estudio de guerra fueron desclasificados y publicados en 1953.

Propiedades

El borohidruro de sodio es un polvo microcristalino blanco inodoro a blanco a blanco que a menudo se aglomera. Se puede purificar por recristalización de diglyme cálido (50 ° C). Solventes de Protección para formar H2; Sin embargo, estas reacciones son bastante lentas. A 20 ° C, la descomposición completa de la solución de metanol lleva casi 90 minutos. Decomina en soluciones acuosas neutras o ácidas, pero es estable a pH 14.

Reactividad

NABH4 puede reducir muchos compuestos de carbonilo orgánicos, dependiendo de las condiciones específicas. La mayoría de los típicamente, se usa en laboratorios para convertir cetonas y aldehídos en alcohol. Reduce efectivamente los cloruros ácidos, anhidridos, alfa-hidroxilactonas, tioestres e iminas a temperatura ambiente o debajo. Reduce los émbolos lentamente e ineficientes en el exceso de los reaccionantes y///////////// o a temperaturas elevadas, mientras que los ácidos carboxílicos y las amidas no se reducen en absoluto. NABH4 reacciona con agua y alcoholes para evolucionar el gas de hidrógeno y formar el borato correspondiente, una reacción que es particularmente rápida a pH bajo.Sin embargo, los alcoholes (generalmente metanol o etanol) suelen ser el disolvente de elección para la reducción de cetonas y aldehídos con borohidruro de sodio. El mecanismo de reducción de cetonas y aldehídos ha sido escrutado por estudios cinéticos y, contrario a las descripciones populares en los libros de texto, no lo hace, no lo hace. implica un estado de transición de 4 miembros como la hidroboración de alquenos, o un estado de transición de 6 miembros que involucra al solvente de alcohol molécula. Requiere la activación del enlace de hidrógeno porque la reducción no se produce en solventes apróticos como diglyme. una sola molécula de alcohol.Se ha propuesto que los carbonilos y los borohidruros se activan simultáneamente a través de interacciones con iones de alcohol y alcóxido, respectivamente, y que las reacciones proceden a través de estados de transición abiertos.

Las cetonas α, β-insaturadas tienden a reducirse por NABH4 en las posiciones 1,4, aunque generalmente se forman mezclas. La adición de cloruro de cerio aumenta la selectividad de la reducción de 1,2 (reducción de Luche) de cetonas insaturadas. Los ésteres α, β-insaturados también sufren 1,4 reducción en presencia de NABH4.El sistema NABH4-MEOH se formó agregando metanol al borohidruro de sodio en el reflujo THF para reducir el éster al alcohol correspondiente. Agua o alcohol con borohidruro para convertir algunos de ellos en ésteres hidruros inestables, y la reducción fue más eficiente, pero la El agente reductor finalmente se descompone espontáneamente para producir gas de hidrógeno y borato. La misma reacción también puede ocurrir de manera intramolecular: los α-cetoestres se convierten a diols a medida que el alcohol resultante ataca el borohidruro para producir un éster del borohidruro, que luego reduce el éster adyacente.

La reactividad de NABH4 puede mejorarse o mejorar por varios compuestos.

Aplicaciones

Fabricación de papel

La principal aplicación de borohidruro de sodio es la producción de ditionito de sodio a partir de dióxido de azufre: el ditionito de sodio se usa como agente blanqueador en las industrias de pulpa de madera y tintura.

Síntesis química

El borohidruro de sodio reduce los aldehídos y las cetonas a los alcoholes relacionados. Esta reacción se usa para producir varios antibióticos, incluidos cloranfenicol, dihidrostreptomicina y tienol. La preparación de varios esteroides y vitamina A usando borohydrido de sodio en al menos un paso.

Almacenamiento de hidrógeno

El borohidruro de sodio se considera una forma de almacenar hidrógeno para vehículos de hidrógeno porque es más seguro (estable en aire seco) y más eficiente en una base de peso que la mayoría de las otras alternativas. Método económico y eficiente para reciclar el producto hidrolizado de sodio metaborado al borohidruro. A partir de 2007, no existe tal proceso.Aunque las temperaturas prácticas y las presiones para el almacenamiento de hidrógeno aún no se han logrado, en 2012 nanoestructuras núcleas de borohidruro de sodio se usaron con éxito para almacenar, liberar y reabsorbir hidrógeno en condiciones suaves.