II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

92
2.2. Trimetil Borat Tepkimeleri
Trimetil borat B(OCH3)3 ıslak yöntemle metal borhidrür üretiminde kullanılan zayıf
bir Lewis asitidir. Genellikle metil alkolün %70’lik azeotropu olarak piyasada bulunur.
%99 saflıkta trimetil borat elde etmek olasıdır fakat bileşiğin kararlılığı düşüktür.
Saf haldeki yoğunluğu 0.915 g/ml olan trimetil boratın azeotrop saflığı yoğunluk
tayini veya titrimetrik metodlar ile bulunabilir.
Trimetil borat boric asit ile metal alkolün 65˚C’de su tutucu kimyasallar (CaCl2,
LiCl vb) varlığında, esterifikasyon tepkimesi ile üretilebilir. Üretim esnasında oluşan
ürünün sürekli olarak ortamdan çekilmesi verimi arttırır. Ayrıca boraks ile üretimi
de mümkündür ve aşağıdaki denklemde verilmiştir [11]. Bunun yanısıra,
trimetil borat metanol yerine; 1,1-dimetiloksiklohezan veya 2,5-dimetiloksi, 2,5dimetil,
1,4-dioksan kulanılarak da üretilebilir [12].
B(OH)3 + 3CH3OH � B(OCH3)3 + 3H2O (4)
Na2B4O7.10H2O + 2H2SO4 + 16CH3OH � 4[B(OCH3)3CH3OH] + 2NaHSO4
+ 17H2O (5)
2.3. NaBH4 Tepkimeleri
Sodyum borhidrür çoğu kimyasal işlemde indirgen olarak kullanılır ve iyi bir hidrojen
saklama ortamıdır [13]. Sodyum hidrür ile trimetil boratın otoklav içinde ve
inert gaz altında gerçekleştirilen tepkimesi ticari üretim şeklidir ve bu yöntem
Rohm-Hass tepkimesi olarak adlandırılır:
4NaH + B(OCH3)3 � NaBH4 + 3NaOCH3
(6)
Tepkime 225-275 ˚C arasında gerçekleştirilir. Büyük ölçeklerdeki üretimde oluşan
ısının ortamdan uzaklaştırılması gerekmektedir [14]. Ürün amonyak ve etilen
diamin gibi çözücüler ile yıkanarak saflaştırılır. Dieter glikoller içinde NaBH4 çözünürlüğü
sıcaklıkla büyük sapmalar göstererek saflaştırma işlemine uygun koşullar
sağlasada, NaBH4 bu çözücülerde kararlı değildir. Zira Na atomu eterdeki oksijenin
bağlanması için oldukça caziptir. NaBH4 üretiminde diğer bir yöntem ise silisyum
dioksit ile boraksın aşağıdaki şekilde tepkimeye girmesidir;
Na2B4O7 + 16Na + 8H2 + 7SiO2 � 4NaBH4 + 7Na2SiO3
Tepkime 7’deki sodyum eksikliği giderilmelidir. Bu maksatla Na2CO3 kullanılması
uygundur çünkü bu bileşik olası diğer sodyum kaynakları (NaOH, Na2O) gibi oksijen
ve hidrür içermemektedir. Bu tepkime 3 atm basınç altında ve 450-500˚C sıcaklıkta
yürütülür. Ürün amonyak ile saflaştırılır [15]. Bu yöntemlerin dışında sodium
ve diboran, dietil eter içinde 24 saatte, veya sodyum hidroksit ve diboran kullanılarak
aşağıda gösterilen şekillerde NaBH4 sentezlenmesi mümkündür [16].
2Na + 2B2H6 � NaBH4 + NaB3H8
(8)
4NaOH + 2B2H6 � 3NaBH4 + NaBO2 + 2H2O (9)
(7)