シアノ水素化ホウ素ナトリウム

シアノ水素化ホウ素ナトリウム：穏和な還元剤としての魅力

シアノ[水]]素化ホウ素ナトリウム]は、有機合成化学において重要な役割を果たす無機化合物です。その無色の結晶構造の中に秘められた還元力は、様々な有機化合物の変換に利用され、多くの研究者によって活用されています。本稿では、シアノ[[水素化ホウ素ナトリウムの性質、合成法、そして有機合成における具体的な用途について解説します。

合成と基本性質

シアノ[水]]素化ホウ素ナトリウムは、ボランとシアン化ナトリウム、または水素化ホウ素ナトリウムとシアン化水銀(II)を反応させることで合成されます。その化学式はNaBH3CNで表され、水素化ホウ素ナトリウム]と類似した構造を持ちますが、重要な違いがあります。[[水素化ホウ素ナトリウムに比べ、シアノ基(-CN)が電子求引基として作用することで、シアノ水素化ホウ素ナトリウムはより穏和な還元力を示すのです。これは、シアノ水素化ホウ素ナトリウムがイミンを選択的に還元する際に大きな利点となります。

イミンの還元とBorch反応

シアノ水素化ホウ素ナトリウムの最も重要な用途の一つは、イミンのアミンへの還元です。アルデヒドやケトンと1級アミンから容易に生成するイミンは、シアノ水素化ホウ素ナトリウムによって穏和な条件下で選択的にアミンへと変換されます。この反応は、特に、カルボニル化合物とアミンを同時に作用させる還元的アミノ化反応において非常に有用です。

特に、アルデヒドまたはケトンと1級アミンからin situで生成するイミンを、シアノ水素化ホウ素ナトリウムを用いて還元する反応は、Borch反応として知られています。この反応は、2級アミンを効率的に合成する手法として広く利用されており、医薬品合成など様々な分野で活用されています。反応機構は、まずアルデヒドやケトンと1級アミンが脱水縮合してイミンを生成し、次にシアノ水素化ホウ素ナトリウムがそのイミンを還元することでアミンが得られます。pH7-10程度の弱塩基性条件下で反応を行うことで、副反応を抑え、目的のアミンを高収率で得ることが可能です。

反応の選択性と適用範囲

シアノ水素化ホウ素ナトリウムの還元力は、水素化ホウ素ナトリウムと比較して穏やかであるため、他の官能基への影響を最小限に抑えることができます。この選択性は、複雑な化合物の合成において非常に重要です。例えば、カルボニル基が存在する分子において、シアノ水素化ホウ素ナトリウムはイミンを優先的に還元し、カルボニル基はそのまま残すことができます。

さらに、シアノ水素化ホウ素ナトリウムは、環状アセタールの水素化分解にも用いられるなど、その応用範囲は多岐に渡ります。

注意点

シアノ水素化ホウ素ナトリウムは、水と反応して分解するため、反応溶媒の選択には注意が必要です。しかし、その分解速度は比較的遅いため、水系溶媒を用いることも可能です。反応条件や使用する溶媒によっては、分解速度が速まる可能性があるため、適切な条件設定が重要になります。また、シアノ水素化ホウ素ナトリウムは、毒性を持つため、取り扱いには十分な注意が必要です。

まとめ

シアノ水素化ホウ素ナトリウムは、その穏和な還元力と高い選択性から、有機合成化学において非常に有用な試薬です。イミンの還元、Borch反応、環状アセタールの水素化分解など、様々な用途に応用されており、医薬品合成や材料科学など、幅広い分野で貢献しています。しかし、毒性があるため、取り扱いには注意が必要です。

もう一度検索