7646-69-7 / 關于氫化鈉應用的介紹

【背景及概述】^[1][2][3]

氫化鈉化學式NaH，純品是銀色針狀晶體，商品是白色至灰色的粉末，密度為1.36g/cm³，很容易發火。在高溫下氫氣直接和金屬鈉反應雖可制取，但在工業上是用像煤油那樣的礦物油，添加像蒽那樣的分散劑，將金屬鈉懸浮于其中，和高壓氫氣反應制成。生成物用己烷洗滌，在氮氣流中干燥后，密封于惰性氣體中貯存，或就在石蠟油中原封不動地進行處理。結晶是巖鹽型結構，晶格常數a= 0.488nm，和氫化鋰一樣在離子結晶中氫是以陰離子形態存在。生成熱為69.5kJ·mol^-1，在高溫下分解為金屬鈉和氫氣。離解壓在 425℃為1.013×10⁵Pa。加壓下的熔點在 800℃以上。和潮濕空氣或水激烈反應，生成氫氧化鈉和氫氣，溶于熔融的氫氧化鈉，在許多溶劑中是不溶的。在高溫下和氨反應生成氨化物。在高溫下可以和鹵素，硫蒸氣，二氧化硫，二氧化碳反應。還原性很強，可使金屬氧化物，氯化物中的金屬游離出來。尚可有和三氟化硼反應生成二硼烷。用作金屬氯化物的還原劑或有機合成的還原劑，加氫劑，縮合劑等。作為還原劑使用時，多半是將其懸浮于油中，如碰到皮膚上最好用大量水沖洗。

【應用】^[2][4]

氫化鈉是高附加值精細化工產品，在有機合成中可用作烷基化試劑、氫化催化劑、克萊遜試劑及釋氫劑，還可廣泛應用于醫藥、香料、農藥、染料增白劑、除銹劑及其它有機合成中。

1. 氫化鈉對無機物的還原及其應用

1）水的還原

氫化鈉與水作用，較之金屬鈉與水的作用要激烈得多，氫氣常常會因反應熱而燃燒。據估算1 kg 氫化鈉可釋放出約940 L 氫氣，它是一種良好的儲氫材料; 此外氫化鈉還可作為干燥劑除去有機溶劑中痕量的水分。

2）液氨和TiCl₄的還原

氫化鈉不溶于液態氨; 但在高溫下，它能與氨起反應生成胺化鈉。

氫化鈉是強還原劑，尤其是在高溫時還原能力更強。它能與很多氧化劑起作用，于400 ℃時，氫化鈉能還原四氯化鈦為金屬鈦

2. 氫化鈉對有機物的還原及其應用

1）鹵化硼的還原

將鹵化硼如三氟化硼或三氯化硼的蒸汽通到氫化鈉上，于200 ℃時發生還原及氫化，生成雙硼烷和相應的鹵化鈉。

2）醇的還原

此反應的優點可以制備較純的醇化鈉，其中不含有過剩的醇; 而利用金屬鈉時，就難以做到這一點。除此之外，某些不飽和的醇類，如糠醇，用金屬鈉還原時會轉變為飽和化合物，而用氫化鈉時就不會這樣。

3）酯類和羰基化合物的還原

當溫度約150 ℃或更高時，氫化鈉能還原某些酯類或羰基化合物為醇類，在這些反應中，利用氫化鈉比金屬鈉產率更高。例如在145℃時，二苯酮可被還原為二苯基甲醇。

3.氫化鈉的縮合性質及其應用

氫化鈉特別適用于有機物質的還原及縮合反應。在這一方面，它的作用是與金屬鈉或醇化鈉相似的。可是在比較緩和的條件下，氫化鈉不能還原羰基化合物。可以利用氫化鈉來縮合苯甲醛與羧酸酯。在許多乙酰乙酸酯的制取中，為了引起縮合反應，往往要用相應于該酯的醇化鈉。在所有這些合成中，都可以用氫化鈉來代替在各種情況下所用的醇化鈉，并能有著良好的效果。氫化鈉也可用于其它類型的縮合反應中，例如酯與酮的縮合，這樣縮合的結果生成β-二酮。例如，由癸酸甲酯與丙酮縮合，可以制取鈉代十五-2，4-二酮。

【制備】^[1][2]

方法1： 氫化鈉的工業合成是通過金屬鈉與氫氣直接化合來完成的首先將反應釜預熱，然后將金屬鈉和表面活性劑加入，在高溫高壓作用下，合成氫化鈉。但由于金屬表面生成一層致密的氫化物膜，阻礙氫氣的擴散，造成反應變慢甚至終止，為此常使用鈉在礦物油的分散液作為原料。隨著技術的發展，金屬鈉的氫化由高壓改為常壓氫氣進行，對設備的要求降低了，安全性能提高了，能耗降低使得成本大幅下降。具體操作為，首先在氮氣氛圍下將鈉熔融，熔融完畢后，將熔融鈉分散到液體石蠟中，高速攪拌，升溫通氫，在常壓氫氣下，當溫度升200 ℃時，開始吸氫，氫化反應高峰在260℃～290 ℃，氫化完畢，可以得到氫化鈉的濃度在25%～75% 之間，純度達98% 以上

方法2：利用堿金屬有機化合物的氫解反應可以制備堿金屬氫化物。

R= 烷基或芳基，反應在室溫下進行，根據金屬的不同，氫氣壓力從1atm 到7atm 不等，用苯或石油醚作溶劑，反應活性與金屬的活性順序相同。

【主要參考資料】

[1] 精細化工辭典

[2] 侯殿保, 李海民, 黨亞. 氫化鈉的合成, 性質及應用[J]. 鹽湖研究, 2013, 21(4): 49-52.

[3] 車榮睿. 氫化鈉及其應用[J]. 無機鹽工業, 1982, 4: 39-40.

[4] 車榮睿. 氫化物還原劑［J］. 廣東化工，1982( 2) : 20 -23.