Nátrium-hidrid [7646-69-7]

Nátrium-hidrid a kémiai vegyület, amelynek tapasztalati képlete NaH. Ezt az alkálifém-hidridet elsősorban erős, de éghető bázisként használják a szerves szintézisekben. A NaH a só-hidridek képviselője, vagyis egy sószerű hidrid, amely Na-ból áll ⁺ és H ⁻ ionok, ellentétben a molekulárisabb hidridekkel, mint a borán, metán, ammónia és víz. Ez egy ionos anyag, amely nem oldódik szerves oldószerekben (bár oldódik olvadt Na-ban), összhangban azzal a ténnyel, hogy a H ⁻ ismeretlen anion marad az oldatban. A NaH oldhatatlansága miatt minden NaH-ot érintő reakció a szilárd anyag felületén megy végbe.

Alkalmazások a szerves szintézisben

Erős alapként

A NaH széles körben alkalmazható és hasznosítható bázis a szerves kémiában. Szuperbázisként még gyenge Brønsted-savat is képes deprotonálni, így a megfelelő nátrium-származékok keletkeznek. A tipikus "könnyű" hordozók OH-, NH-, SH-kötéseket tartalmaznak, beleértve az alkoholokat, fenolokat, pirazolokat és tiolokat.

A NaH különösen deprotonálja a szénsavakat (azaz CH-kötéseket), például az 1,3-dikarbonil-csoportokat, például a malonsav-észtereket. A kapott nátrium-származékok alkilezhetők. A NaH széles körben használatos a karbonilvegyületek kondenzációs reakcióinak elősegítésére Dieckmann-kondenzáción, Stobbe-kondenzáción, Darzens-kondenzáción és Claisen-kondenzáción keresztül. A NaH általi deprotonálódásra érzékeny egyéb szénsavak közé tartoznak a szulfóniumsók és a DMSO. A NaH-ból kén-ilideket állítanak elő, amelyeket viszont a ketonok epoxidokká alakítására használnak, mint a Johnson-Corey-Chaykovsky reakcióban.

Redukálószerként

A NaH redukál bizonyos főcsoport vegyületeit, de a szerves kémiában nagyon ritka az analóg reakciókészség ( lásd alább ). ^[11] Nevezetesen a bór-trifluorid reakcióba lép diboránnal és nátrium-fluoriddal:

6 NaH + 2 BF ₃ → B ₂ H ₆ + 6 NaF

A diszilánokban és a diszulfidokban lévő Si-Si és SS kötések is redukálódnak.

Nátrium-hidridből és alkálifém-jodidból (NaH:MI, M = Li, Na) álló összetett reagenssel számos redukciós reakciót hajthatunk végre, beleértve a tercier nitrilek hidrogénezését, az iminek aminokká és amidok redukcióját aldehidekké.

Hidrogén tárolás

Bár kereskedelmileg nem jelentős nátrium-hidridet javasoltak hidrogén tárolására üzemanyagcellás járművekben. Az egyik kísérleti megvalósításban a NaH-t tartalmazó műanyag pelleteket víz jelenlétében összetörik, hogy felszabadítsák a hidrogént. Az egyik kihívás ezzel a technológiával a NaH regenerálása a NaOH-ból.

Gyakorlati megfontolások

A nátrium-hidridet általában 60 tömeg%-os nátrium-hidrid ásványolajos keverékeként árusítják. Az ilyen diszperzió kezelése és lemérése biztonságosabb, mint a tiszta NaH. A vegyületet gyakran használják ebben a formában, de a tiszta szürke szilárd anyag előállítható úgy, hogy az olajat pentánnal vagy tetrahidrofuránnal leöblítjük, ügyelve arra, hogy a mosófolyadék nyomokban NaH-t tartalmaz, amely a levegőben meggyulladhat. A NaH reakciói levegőmentes technikákat igényelnek. Általában a NaH-t THF-ben szuszpenzióként használják, amely oldószer ellenáll a deprotonációnak, de számos szerves nátriumvegyületet szolvatál.

Biztonság

A NaH levegőben meggyulladhat, különösen vízzel érintkezve, így hidrogén szabadul fel, ami szintén gyúlékony. A hidrolízis a NaH-t nátrium-hidroxiddá (NaOH) alakítja, amely maró bázis. A gyakorlatban a legtöbb nátrium-hidridet olajos diszperzióként adják ki, amely levegőben biztonságosan kezelhető.