硼氢化钠的应用领域及制备方法立项报告(可研范文)

　　 第一节 硼氢化钠的定义   　　 硼氢化钠常温常压下稳定，硼氢化钠碱性溶液呈棕黄色，最常用的还原剂之一。对空气中的水气和氧较稳定，操作处理容易，适用于工业规模， 因为溶解性的问题，通常使用甲醇、乙醇作为溶剂。通常情况下，硼氢化钠无法还原酯，酰胺，羧酸及腈类化合物，但当酯的羰基α位有杂原子存在时例外，可以将酯还原。与硼氢化钠接触后有咽喉痛、咳嗽、呼吸急促、头痛、腹痛、腹泻、眩晕、眼结膜充血、疼痛等症状。吸入或者皮肤接触该试剂对人体有害。硼氢化钠应干燥保存，使用时应特别小心，操作时在通风橱中进行。应贮存在阴凉、干燥的库房中。防潮，防震，勿与无机酸共贮混运，远离热源和火种及易燃物品。（立项报告）     　　 第二节 硼氢化钠的应用领域   　　 硼氢化钠化学反应方程式   　　 硼氢化钠可用作醛类、酮类和酰氯类的还原剂，制造硼氢化钾的中间体，制造乙硼烷和其他高能燃料的原料，用作塑料工业的发泡剂，造纸工业含汞污水的处理剂、造纸漂白剂，以及医药工业制造双氢链霉素的氢化剂。

         硼氢化钠的氢在这里显-1价，故有很强还原性，可以还原有一定氧化性的无机物，它主要用于有机合成中的-COOH还原成-CH2OH，起到有机合成的很大作用，所以被成为“万能还原剂”。是一种良好的还原剂，它的特点是性能稳定，还原时有选择性。可用作醛类，酮类和酰氯类的还原剂，塑料的发泡剂，制造双氢链霉素的氢化剂，制造硼氢化钾的中间体，合成硼烷的原料，以及用于造纸工业和含汞污水的处理剂。    　　 硼氢化钠给有机化学家们提供了一种非常便利温和的还原醛酮类物质的手段。在此之前，通常要用金属/醇的办法来还原羰基化合物，而硼氢化钠可以在非常温和的条件下实现醛酮羰基的还原，生成一级醇和二级醇。还原步骤是先将底物溶于溶剂，一般是甲醇或者乙醇，再用冰浴冷却，将硼氢化钠粉末加入混合物搅拌至反应完全即可。反应过程可以用薄层层析监测。如果溶剂不是醇，那么需要另加甲醇或者乙醇一同反应。硼氢化钠是一种中等强度的还原剂，在反应中表现出良好的化学选择性，只还原活泼的醛酮羰基，而不与酯、酰胺作用。    　　 硼氢化钠作为还原剂可以用于有色金属化学镀，其中最主要应用于化学镀镍。化学镀镍最常用的还原剂是次磷酸钠（又称次亚磷酸钠NaH2PO2·H2O），使用该种还原剂所镀的镍主要为镍磷合金。而使用硼氢化钠作为还原剂则是得到镍硼合金，但是硼在镀层中的含量远小于另一种还原剂所的镀层的磷含量。在化学镀中，理论上单位物质的量的硼氢化钠可以还原的镍是次磷酸钠的四倍，添加量远少于次磷酸钠。但硼氢化钠容易分解，需要保持镀液pH在12以上，否则会使镀液失效。而硼氢化钠的氧化产物偏硼酸钠的累积也会对镀液产生不良影响。   　　 第三节 硼氢化钠的制备方法   　　 1.干法：用无水硼砂和石英砂在高温熔融下反应生成硼硅酸钠，将后者粉碎后与金属钠和氢气，在450～500℃温度和（3.04～5.07）×105Pa压力下反应，生成硼氢化钠和硅酸钠。   　　 2.湿法：氢化钠硼酸甲酯法将硼酸和适量甲醇加入精馏釜中，徐徐加热，在54℃全回流2小时，然后收集硼酸甲酯与甲醇共沸液。共沸液经硫酸处理，精馏后可得较纯产物。将由氢气与钠作用而得的氢化钠送入缩合反应罐中，在搅拌下加热至220℃左右开始加硼酸甲酯，至260℃时停止加热；加料温度控制在280℃以下，加料后继续搅拌，使其充分反应。反应完成后冷却至100℃以下，离心分离，得缩合产物滤饼。在水解器中加入适量的水，将滤饼缓慢加入水解器中，控制温度在50℃以下，加料完毕后升温至80℃，离心分离，水解液则送人分层器中静止1h后自动分层，下层水解液即为硼氢化钠溶液。其化学反应方程式是：

         H3BO3+3CH3OH→B（OCH33+3H2O2Na+H2→2NaH4NaH+B（OCH3）3→NaBH4+3CH3ONa。     　　 第四节 硼氢化钠的发展简史   　　 化钠是由H·C·Brown和他的老板Schlesinger于1942年在芝加哥大学发现的。当时的目的是为了 研究 硼烷和一氧化碳络合物的性质， 但却发现了硼烷对有机羰基化合物的还原能力。由于当时硼烷属于稀有物质，因此并没有引起有机化学家的重视。硼烷化学的发展得益于第二次世界大战，当时美国国防部需要寻找一种分子量尽量小的挥发性铀化合物用于裂变材料铀235的富集。硼氢化铀U（BH4）4符合这个要求。该化合物的合成需要用到氢化锂，然而氢化锂的供应很少，于是便宜的氢化钠便被用来作原料，而硼氢化钠就在这个过程中被发现。后来，因为六氟化铀的处理工艺问题得到解决，美国国防部便放弃了通过硼氢化铀来富集铀235的计划，而Brown的 研究 课题就变成了如何方便地制备硼氢化钠。Army Signal Corps公司对这个新化合物的野外就地制备大量氢气的用途产生了兴趣。在 他们的资助下，开展了相关的工业化 研究 。用醚类溶剂重结晶得到纯品硼氢化钠。


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