CS229336B1 - Způsob výroby tetrahydrobora tu sodného s izotopem boru - Google Patents

Abstract

Vynález patři do oboru syntézy anorganiokýoh alouSenin a řeSí způsob výroby tetrahydroboratu sodného, obsahujícího ' izotop ΙθΒ, který umožňuje získat tento hydrid v Čistém stavu a ve vysokém výtěžku na výohozi borovou slouCaninu. a Podstata vynálezu spočívá v tom, že se v prostředí benzenu nebo toluenu poneohá reagovat tetrahydridohlinitan sodný a tria (2-methoxyethoxy) boranem(3) v molárním poměru 1,33 až 1,75 : 1. Produkt aa používá zejména pro syntézu eubstituovanýoh vyěěioh boranů a izotopem 1°B, využívaných při neutronové léčbě zhoubnýoh nádorů.

Description

Vynález se týká způsobu Výroby tetrahydroboratu sodného s izotopů

Tetrahydroborat sodný patří mezi nejvíce vyráběné a rozšířená hydridy. Nachází uplatnění jako redukční činidlo v organická chemii, v papírenském průmyslu a v odstraňování a regeneraci rtuti, mědi, olova, stříbra a zlata z průmyslových odpadních vod· Současně je jednou ze základních surovin pro výrobu vyšších beranů· První úspěšná pokusy se záchytnou neutronovou léčbou zhoubných nádorů pomocí Substituovaných vyšších beranů a izotopem vyvelaíý potřebu přípravy těchto sloučenin z jednoduchých Sloučenin s izotopem. K této přípravě je však využitelná pouze taková metoda, která poskytuje vysoké výtěžky na izotop*

Navržené způsoby přípravy tetrahydroboratu sodného lze rozdělit do čtyř skupin, a to na reakce (a) hydridu sodného s diboranem nebo trialkylanin-boranem (3), (b) hydridu sodného s estery kyseliny borité, (c) hydridu sodného s halogenidy boru a (d) hydridů s kysličníky boru nebo boritany.

Reakce hydridu sodného s diboranem nebo trialkylamin-boranen (3) je náročná na výchozí suroviny, což áe nepříznivě projeví ve ztrátě výtěžku rta izotop, ale jako jediná metoda poskytuje tetrahydroborat bez vedlejších produktů.

NcíN + -» 2 NaBH₄

Reakce se provádí v diethylenglykoldimethyletheru (US pat. č.

461 661 a 3 029 128). Reakce hydridu sodného s trilakylaminboranem (3) probíhá podle rovnice

KaK * BHj Niíj -v NaliH* ♦ NRj a výroba tetrahydroboratu sodného tímto způsobem je předmětem německých patentů 1 034 596 a 1 035 109. 229 33S

Průmyslově nejrozšířenější je příprava z hydridu sodného a trimethoxyboranu(3) (US pat.ě. 2 461 661 a 2 534 533).

NaH + B(OCH₃)₃ NeBH₄ + 3 NaOCH₃

Produkt se izoluje extrakcí izopropylaninem nebo amoniakem. Vedlejším produktem reakce je monohydrotrimethoxyborát sodný, jehož tvorba snižuje výtěžky ¹⁰B izotopu na předložený trimethoxy- ‘ boran(3). '

Nižší výtěžky na bor poskytují reakce hydridu sodného s chloridem boritým nebo diethyletherátem fluoridu boritého Xněm. pat.ě. 944 546). Při reakci diethyletherátu fluoridu boritého vzniká jako vedlejší produkt reakce fluoroboritan sodný.

Jako výchozí borová sloučenina se fluoroboritan sodný využívá při průmyslové výrobě tetrahydroboratu sodného (něm.pat. č. 958 646, US pat.ě. 2 929 676 a čs. pat.ě. 120 100)._χ

NaH + NaBF₄ -> NaBH₄ + 4 NaF

Reakce se provádí v parafinovém oleji a neprobíhá kvantitativně na předložený fluoroboritan sodný. Izolace produktu je složitá.

Průmyslově dobře využitelné jsou také reakce hydridů s kysličníky boru nebo boritany, například

KaK + 2 B₂O₃ NaBLI₄ + 3 NaB0₂ podle US pat.ě. 2 715 058, nebo

NaBOg ♦ 2 CaHg —NaBK₄ + 2 CaO podle něm. pat.č. 1 036 222. Nejrozšířenější z této skupiny je tzv. silikátová metodo podle brit. pat.č. 962 005 a něm.pat.č.

10ε 670 a 1 061 301.

Na₂B₄0_? + 16 Na + 8 Ii₂ + 7 oi0₂ 4 NaBH₄ + 7 Na₂SiO₃

Tyto metody jsou vhodné pro průmyslovou výrobu. Pracuje se bez rozpouštědla a produkt se izoluje amoniakem. Odpad je snadno zpracovatelný. Výtěžky reakce jsou však nízké.

Vyšších výtěžků se dosáhne při současné výrobě dihydridobis(2-methoxyethoxo)hlinitanu sodného a tetrahydroboratu sodného podle čs. aut.osv. 186 046. Při výrobě však přechází ěášt

228 338 boru .do roztoku a to snižuje výtěžky na předložený bor.

Společnou nevýhodou uvedených výrobních postupů je izolace produktu ze suspenzní nebo pevné reakční směsi. Obsah NaBH. v 4 této směsi je menší než 20 %. Izolace tetrahydroboratu sodného se provádí filtrací, odpařením rozpouštědla a dalěím sušením.

U uvedených výrobních postupů byl výtěžek tetrahydroboratu sodného posuzován z hlediska výtěžnosti na hydridový vodík. Dosud nebyla navržena metoda umožňující přípravu čistého tetrahydroboratu sodného bez ztráty výchozí borové sloučeniny.

Uvedené nevýhody odstraňuje předložený vynález, jehož předmětem je způsob výroby tetrahydroboratu sodného s izotopeS^^^B reakcí tetrahydridohlinitanu sodného s trialkylesterem kyseliny borité s izotopSK^B v inertním organickém rozpouštědle. Podstata vynálezu spočívá v tom, že se v prostředí benzenu nebo toluenu ponechá reagovat tetrahydričohlinitan sodný stris(2-methoxyethoxy)boranem(3) v mólárním poměru 1,33 až 1,75 : 1.

Výhodným provedením výroby podle tohoto vynálezu je syntéza provedená v benzenu za Varu tak, že se k předloženému tetrahydridohlinitanu sodnému přikapává tris(2-methoxyethoxy)boran(3)· xieakce tetrahyaridohlinitanu sodného s tris(2-methoxyethoxy)boranem(j) je exotermní a probíhá kvantitativně. Vzniklý tetrahydroborat sodný, který je v reakčním prostředí jediným nerozpustným produktem, je čistý a filtrací snadno oddělitelný. Postup podle vynálezu zaručí v téměř kvantitativním výtěžku na bor převedení e3teru kyseliny borité na tetrahydroborat sodný.

Dále je uvedeno několik příkladů provedení způsobu podle vynálezu.

Příklad 1

Do 100 ml zábrusové kyvety k odstředivce bylo předloženo 1,82 g 97,6 D-ního KaAlH^ (0,0330 mol) a 35 ml benzenu. Kyveta byla opatřena přikapávací nálevkou a zpětným vodním chladičem, chráněným uzávěrem proti vzdušné vlhkosti. Vzniklá směs byla zahřívána a za varu benzenu bylo během 30 minut přidáno 5,81 g ¹⁰5(0CH₂CH₂0CH^)3 (0,0247 mol). Poté byla reakční směs ještě 2 hodiny zahřívána za refluxu benzenu. Reakční směs pak byla odstředěna, čirý roztok odtažen a pevná látka třikrát dekantována s 20 ml benzenu. Po posledním odtažení promývacího benzenu byla pevná látka sušena 2 hodiny při 5θ Pa a 325 K· Bylo získáno 0,9167 g bílého práškovitého tetrahydroborátu sodného analýze 26,16 % ¹⁰B a 10,53 fe H~, což odpovídá 96,85 fe-nímu

NaBH^ a výtěžku reakce ne předložený ber 97,1 fe.

Příklad 2

Bo aparatury jako v příkladu 1 bylo předloženo 1,987 g

97.8 feního NaAlH^ (0,0360 mol) a 35 ml benzenu* K vzniklé směsi bylo za varu přidáno během 25 minut 4,98 g ^(OCHgCH^OCHjJj (0,021167 mol)· Poté byla reakční eměe 3 hodiny zahřívána· Zpracování reakční směsi bylo provedeno obdobně jako v příkladu

1. Bylo získáno 0,6082 g bílého práškovitého tetrahydroborátu sodného s obsahem 26,18 % a 10,55 % H*, což odpovídá

96.9 fe-nímu NaEH^ a. výtěžku reakce na předložený bor 99,96 fe.

Příklad 3

Do 250 ml ba$ky opatřené přikapávací nálevkou a zpětným vodním chladičem, chráněným uzávěrem proti vzdušné vlhkosti, bylo předložena 5,87 g 97,6 fe-ního NaAltf^ (0,1063 mol) a 100 ol benzenu. K vzniklé směsi bylo za varu přidáno během 25 minut 16,64 g ¹⁰Β(ΟΟΗ₂ΟΗ₂ΟΟΚ₃)₃ (0,07073 mol) a reakční směs byla ještě 2 hodiny zahřívána za refluxu benzenu* byla reakční směs v inertní dusíkové atmosféře filtrována přes skleněnou fři tu (Z-3) a bílá nerozpustná látka prooývána na fritě 3krát >0 nl benzenu· fo posledním promytí byla pevná látka sušena 3 hodiny při 50 Pa a 298 K. Bylo získáno 2,6831 g bílého práškovitého tetrahydroborátu sodného o analýze 26,15 fe ¹⁰B a 1C,54 fe H, což odpovídá 96,8 fe-nímu NaBH* a výtěžku reakce ne předložený bor 99,2 fe.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   229 338 is^rH'io

   Způsob výroby tetrahydroboratu sodného s izotopenk B reakcí tetrahydridohlinitanu sodného s trialkylesterem kyseliny bori té s izoťopenf(^1OB v inertním organickém rozpouštědle, vyznače ný tím, že se v prostředí benzenu nebo toluenu nechá reagovat tetrahydridohlinitan sodný s tris(2-methoxyethoxy)boranem (3) v molárním poměru 1,33 až 1,75 : 1.