百科首页

中文名 硼氢化钠
外文名 Sodium borohydride
别名 四氢硼酸钠
化学式 NaBH4
分子量 37.83  

CAS登录号 16940-66-2
EINECS登录号 241-004-4
熔点 400 ℃
沸点 500 ℃(分解)
水溶性 550 g/L (25 ºC)
密度 1.07 g/cm³
外观 棕黄色
闪点 70°C
安全性描述 S22；S26；S36/37/39；S45
危险性描述 R15；R22；R23/24/25；R34；R43；R53
UN危险货物编号 3129

结构

硼氢化钠有α、β、γ三种晶型。室温下是α型的NaCl结构立方晶体；6.3GPa下转变为β型四方晶体，8.9GPa下转变为γ型正交型晶体。

理化性质

物理性质

白色结晶粉末，吸湿性强，容易吸水潮解。溶于水、液氨、胺类。易溶于甲醇，微溶于乙醇、四氢呋喃。不溶于乙醚、苯、烃类。在干空气中稳定，在湿空气中分解，加热至500℃也分解。

化学性质

1.由于硼氢化钠中的氢带有部分负电荷（B的电负性比H小），醇和胺类物质中-OH、-NH-、-NH₂中的氢都带有较多的部分正电荷，所以硼氢化钠中的BH₄^-能与构成这些物质的分子之间形成双氢键，因此硼氢化钠能溶于水、液氨、醇和胺类物质。

2.硼氢化钠会与水和醇等含有羟基的物质发生较缓慢的反应释放出氢气，同时因为反应较缓慢，短时间内硼氢化钠的损失量很少，因此硼氢化钠可以用碱性溶液、甲醇、乙醇作为溶剂。

NaBH₄+2H₂O=NaBO₂+4H₂↑

NaBH₄+4HO-R→B(OR)₃ +4H₂↑+NaOR

3.硼氢化钠是一种它具有较强选择还原性的无机化合物。在无机合成和有机合成中常用做还原剂 ，有良好的化学选择性。它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、二级醇。少量硼氢化钠可以将腈还原成醛，过量则还原成胺。它能够将羰基、醛基选择还原成羟基，也可以将羧基还原为醛基，而不与酯、酰胺作用，一般也不与碳碳双键、三键发生反应。

4.硼氢化钠对醛、酮的还原效果比较好。常用溶剂是醇，四氢呋喃，二甲基甲酰胺（DMF），水等。它一般不还原酯基，酰胺，但在高浓度，高温，配合合适溶剂或用路易斯酸催化时，可以还原酯基等比较弱的羰基。

5.硼氢化钠在酸性条件下会快速分解产生氢气，是不能稳定存在的，但可以在中性或碱性条件下稳定存在，且pH=14时最稳定。

NaBH₄+H⁺+3H₂O=H₃BO₃+Na⁺+4H₂↑ 

6.硼氢化钠不能单独还原羧酸，必须与碘联合使用，先与羧酸反应至气泡停止后就加入碘，继续放气体。随后加入盐酸分解形成的硼酸酯，就可以获得醇。 

7.用硼氢化钠与无水氯化锌（200℃以上脱水干燥）在无水四氢呋喃（THF）中反应3小时后，可以制得硼氢化锌，该溶液混合物不需要进行分离纯化，就可以当作硼氢化锌使用。

计算化学数据
1.疏水参数计算参考值（XlogP）：0
2.氢键供体数量：0
3.氢键受体数量：1
4.可旋转化学键数量：0
5.互变异构体数量：0
6.拓扑分子极性表面积：0
7.重原子数量：2
8.表面电荷：0
9.复杂度：2
10.同位素原子数量：0
11.确定原子立构中心数量：0
12.不确定原子立构中心数量：0
13.确定化学键立构中心数量：0
14.不确定化学键立构中心数量：0
15.共价键单元数量：2

相关危害
毒理学数据及环境行为
急性毒性：大鼠口经LD50：18 mg/kg（大鼠腔膜内）
主要的刺激性影响：
在皮肤上面和粘膜上造成腐蚀性影响，在眼睛上面有强烈的腐蚀性影响，没有已知的敏化影响。
危险特性：遇水、潮湿空气、酸类、氧化剂、高热及明火能引起燃烧。
燃烧（分解）产物：氧化硼、氢气。
生态学数据
通常对水体是稍微有害的，不要将未稀释或大量产品接触地下水，水道或污水系统，未经政府许可勿将材料排入周围环境。
健康危害
侵入途径：吸入、食入、经皮吸收。
危害：本品强烈刺激粘膜、上呼吸道、眼睛及皮肤。吸入后，可因喉和支气管的痉挛、炎症和水肿，化学性肺炎和肺水肿而致死。口服腐蚀消化道。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。应防止粉尘飞扬，加强通风或戴防护面具，注意对眼睛的保护，戴密闭式防护眼镜，不准在工作时进食、喝水及吸烟。中毒后迅速离开现场，半卧位休息，吸入新鲜空气，用大量水冲洗眼睛，脱去被沾染衣服，淋洗全身。进入消化道者，立即漱口，大量饮水催吐，随即送医院治疗。泄漏时戴过滤式防护面具仔细清扫漏物。
应急监测编辑
实验室监测方法
原子吸收法
应急处理处置方法
1.泄漏应急处理：隔离泄漏污染区，周围设警告标志，切断火源。建议应急处理人员戴好防毒面具，穿化学防护服。 不要直接接触泄漏物，禁止向泄漏物直接喷水，更不要让水进入包装容器内。用清洁的铲子收集于干燥净洁有盖的容器中，转移至安全地带。如果大量泄漏，收集回收或无害处理后废弃。
2.防护措施：
呼吸系统防护：作业工人应该佩带防尘口罩。必要时建议佩带自给式呼吸器。
眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。
身体防护：穿相应的防护服。
手防护：戴防护手套。
3.急救措施：
皮肤接触：脱去污染的衣着，立即用流动清水彻底冲洗。
眼睛接触：立即提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗至少15分钟。
吸入：脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
食入：误服者立即漱口，给饮牛奶或蛋清。就医。
灭火方法：干粉、砂土。禁止用水、泡沫。
其它：工作现场严禁吸烟。进行就业前和定期的体检。
相关术语
安全术语
S26 ：In case of contact with eyes, rinse immediately with plenty of water and seek medical advice.
不慎与眼睛接触后，请立即用大量清水冲洗并征求医生意见。
S36/37/39：Wear suitable protective clothing, gloves and eye/face protection.
穿戴适当的防护服、手套和护目镜或面具。
S61：Avoid release to the environment. Refer to special instructions / safety data sheets.
避免释放至环境中。参考特别说明/安全数据说明书。
S22：Do not breathe dust.
切勿吸入粉尘。
S45：In case of accident or if you feel unwell， seek medical advice immediately （show the label whenever possible.
若发生事故或感不适，立即就医（可能的话，出示其标签）。
风险术语
R22：Harmful if swallowed.
吞食有害。
R43：May cause sensitization by skin contact.
与皮肤接触可能致敏。
R53：May cause long-term adverse effects in the aquatic environment.
可能对水体环境产生长期不良影响。
R15：Contact with water liberates extremely flammable gases.
遇水释放极易燃烧的气体。
R23/24/25：Toxic by inhalation， in contact with skin and if swallowed.
吸入、皮肤接触及吞食有毒。
R34：Causes burns.
引起灼伤。

1. 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 h，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，水解液则送入分层器中，静止1h后自动分层，下层水解液即为硼氢化钠溶液。其反应式如下：

2. 硼氢化钠的生产可分为干法和湿法两类。干法是用无水硼砂和石英砂在高温下熔融反应生成硼硅酸钠，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。湿法是先用硼酸和甲醇反应合成硼酸三甲酯。将金属钠分散于石蜡油中，通氢气合成氢化钠。然后硼酸三甲酯和氢化钠在石蜡油介质中反应合成硼氢化钠。

一般工业上主要是用湿法生产硼氢化钠，整个工艺过程可分为四个步骤：

(1)酯化：在粗馏釜中加入化学计量的硼酸及甲醇，缓慢加热。在54℃回流2h之后，开始收集硼酸三甲酯与甲醇的共沸液，控制温度在54～55℃。超过55℃时停止收集。在56～69℃温度下回收甲醇。粗馏残液可回收硼酸。共沸液在酸洗槽中用硫酸脱醇，然后进行精馏，得到较纯的硼酸三甲酯。精馏后的残液回收硼酸三甲酯和甲醇。

(2)氢化：在氢化釜中放入石蜡油，经搅拌、静置后，在温度低于100℃时，将切成小块的金属钠投入石蜡油中，搅拌，升温。当温度升至200℃时，停止加热。通入氢气，与分散于石蜡油中的金属钠进行反应。反应温度应控制在300℃以下，温度若高于300℃，应向氢化釜中加入冷石蜡油调节。待反应完成后，停止通入氢气，金属钠基本上能全部转化成氢化钠。

(3)缩合：将氢化反应完成后的石蜡油料液送入缩合器中，开动搅拌。加热至220℃时。开始加入硼酸三甲酯，这时温度明显上升，当温度升至260℃时停止加热。加料进程中，温度不应超过280℃。硼酸三甲酯加完后，继续搅拌，使其充分反应。反应温度最好控制在275℃左右，反应完成后产率可达90%。将物料冷却至100℃以下，进行离心分离得到硼氢化钠滤饼。分离出的石蜡油可回收利用。

(4)水解：在水解器中加入计量的水，将上述硼氢化钠滤饼徐徐加入水解器中，加料时水温控制在50℃以下。加料完毕后温度升至80℃。因水解时甲醇钠分解成氢氧化钠和甲醇，溶液呈强碱性，水解温度稍高，硼氢化钠亦无明显分解。将此水解液离心分离，清液送入分层器中，静置1h后自动分层。下层水解液中含硼氢化钠和氢氧化钠，这种硼氢化钠碱性水溶液即可作为商品出售，其中硼氢化钠含量要求不低于5%。

若要制取固体NaBH4产品，可在硼氢化钠碱性水溶液中加入异丙胺(CH3)2CHNH2，在萃取器中将NaBH4萃取到有机相中。然后再在另一萃取器中用稀NaOH溶液反萃。异丙胺回收利用，碱液送去结晶。经过离心分离，得到NaBH4·2H2O结晶体，母液回收利用。湿晶体干燥之后得到NaBH4固体产品，其纯度不应低于97%。

硼氢化钠的分析是用碘量法间接滴定其中BH-4离子。在碱性试液中加入已知过量的KIO3溶液，硼氢阴离子被氧化为硼酸，然后加入KI，酸化试液。静置一定时间后，用Na2S2O3标准溶液滴定由过量碘酸钾所析出的碘。

1.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。
2.硼氢化钠的氢在这里显-1价，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，被成为“万能还原剂”。它的性能稳定，还原时有选择性。
3.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。
4.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，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。