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氢化钠也称钠氢,是由Na+和H-组成的一种离子型的金属氢化物,是盐类氢化物的典型代表。氢化钠的负氢虽然有还原性,但在有机合成中,较少用作羰基还原剂,不能像四氢铝锂那样通过协同作用来完成还原反应。氢化钠主要被用作强碱(pKa≈36),它可以夺取很多化合物中的活性氢而生成相应的钠化合物,便于亲电试剂进攻。
一、安全认识
(1)含量大于97%的氢化钠为银白色针状结晶,在潮湿的空气中会自燃,遇水发生爆炸性反应,较之金属钠与水反应要剧烈得多。考虑到纯品氢化钠在制备、存储、运输、取样和使用时的高危险性,市场上的商品氢化钠是以细微颗粒分散在矿物油中,其中氢化钠的含量多为55%~80%。常用含量为60%的氢化钠是一种灰白色的油固混合物,外表的矿物油使之与空气隔离,对氢化钠起到安全保护作用。然而,60%的氧化钠的活性依然极大,仍是极易燃烧的危险物品。
(2)氢化钠作为强碱,可以夺取质子(拔氢),同时产生氢气。从安全角度分析,氢化钠又是一种危险的生氢剂,许多氢化钠燃烧事故多是由这个特性引起。
(3)氢化钠在空气里会迅速吸收水分放热并燃烧。
二、安全操作注意事项
(1)称量和投料时台面要保持干燥。
(2)反应仪器要预先做干燥处理,全部准备好才能称量。称量时不能用金属勺取样,可用牛角匙;也不能用称量纸,可直接用玻璃瓶。最好在充满氮气的手套箱里操作。
(3)切不可用气球密闭反应体系,以防发生爆炸。因有大量氢气产生,可用新装的CaCl2干燥管或氮气流。
(4)如果放热厉害,注意冷却,如果是在较低温度下反应,浴锅外表有冷凝霜水,要用小的灭火毯或干抹布盖好。
(5)因为氢化钠的外表是矿蜡,低温时,一时不会发生剧烈反应,但常有后来爆发的现象发生。所以人不能离岗,也不能任其过夜。
(6)由于市售氢化钠是分散在矿物油中,要求高的话,可用醚或烃洗去外表的矿物油(必要时可用干燥的氮气吹干醚或烃),但是此时活性更大,极易燃烧,非常危险。
(7)反应结束后,在滴加淬灭剂的前后,要使反应液上空始终保持充足的惰性气流,以稀释产生的氢气。淬灭剂一般用醇类或饱和盐水等。
(8)遇有氢化钠引起的小火灾,应用干黄沙扑灭。
三、氢化钠及碱金属氢化物
氢化钠、氢化锂(LiH)和氢化钾(KH,商品为分散于矿物油中的35%悬浮液)的化学反应活性都很高,暴露在空气中能自燃,受热或与潮气、酸类、氧化剂接触即放出热量及氢气,从而引起燃烧和爆炸。它们的用途及安全注意事项基本与氧化钠相同。
氢化钙(CaH2)在实验室一般做干燥剂,用于制备无水溶剂等。活性比氢化钠小,但仍有遇水放出氢气的危险性。
相关链接:硼烷及其参与的反应
文章来源:《有机合成安全学》
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