水素化ナトリウム

水素化ナトリウム
識別情報
CAS登録番号	7646-69-7
特性
化学式	NaH
モル質量	23.99 g/mol
外観	無色 - 灰色の固体
密度	1.396 g/cm3, 固体
融点	800 °C で分解
水への溶解度	水と反応
構造
結晶構造	立方晶（塩化ナトリウム型）
熱化学
標準生成熱 ΔfHo	−56.275 kJ mol−1
標準モルエントロピー So	40.016 J mol−1K−1
標準定圧モル比熱, Cpo	36.401 J mol−1K−1
危険性
安全データシート(外部リンク)	External MSDS
EU分類	強い可燃性 (F)
NFPA 704	3 3 2
Rフレーズ	R15
Sフレーズ	(S2), S7/8, S24/25, S43
関連する物質
その他の陽イオン	水素化リチウム;水素化カリウム
関連物質	水素化ホウ素ナトリウム
特記なき場合、データは常温 (25 °C)・常圧 (100 kPa) におけるものである。

水素化ナトリウム（すいそか—、sodium hydride）は化学式 NaH で表されるナトリウムの水素化物である。有機合成において強塩基として用いられる^[1]。純粋なものは白色だが、市販品は灰色である。

構造と特徴

他のアルカリ金属の水素化物と同じく固体はイオン結合性が強く、結晶構造は塩化ナトリウム型構造である。結晶格子中で ${\displaystyle {\ce {Na^+}}}$ は6個の ${\displaystyle {\ce {H^-}}}$ に囲まれた八面体型の構造をとっている。NaH 中の ${\displaystyle {\ce {H^-}}}$ のイオン半径は146pm と見積もられている^[2]。これは ${\displaystyle {\ce {F^-}}}$ のイオン半径 133pm に近い。

多くの試薬会社から、60% のオイルディスパージョン（鉱油混合物）の形で販売されている。このようなディスパージョンは純粋な固体よりも取り扱いが安全である。ヘキサンなどで鉱油を洗い流してから使用することもある。

インバース水素化ナトリウム

インバース水素化ナトリウムと呼ばれる化合物は、${\displaystyle {\ce {Na^-}}}$ と ${\displaystyle {\ce {H^+}}}$ によって構成されている。 ${\displaystyle {\ce {Na^-}}}$ はアルカリドの一つで、この化合物は通常とは異なり水素からナトリウムへと電子が移動するため、非常に高いエネルギーを蓄えている。インバース水素化ナトリウムの誘導体の生成にはアダマンザンが用いられ、アダマンザンは ${\displaystyle {\ce {H^+}}}$ を不可逆的に閉じ込めることで ${\displaystyle {\ce {Na^-}}}$ の影響を妨げている。理論的には、剥き出しのプロトン化第三級アミンとナトリウムアルカリドの錯体でさえも特定の溶媒中では準安定となるだろうと考えられている。しかし、これらのイオンの反応障壁は非常に小さく、また適切な溶媒を見付けるのは恐らく困難である。

反応性と用途

可燃性の高い腐食性の化合物で、著しい弱酸である水素 (H₂) (pK_a = 35) の共役塩基であるヒドリド (H⁻) が強い塩基性を示す。水との接触によって加水分解され水素と水酸化ナトリウムが発生するが、ほとんどの場合爆発的に反応が起こる。また、炭素の存在下では一酸化炭素や二酸化炭素ガスが生成することもある。一般的な溶媒にはほとんど溶けないため、反応は固体表面のみで起こる。通常はテトラヒドロフランやジメチルホルムアミド中で使われる。

主として有機合成で、アルコールやフェノールのOH基、ピラゾールなどのNH基、チオールのSH基といったブレンステッド酸からプロトンを引き抜くのに用いられる。マロン酸エステルなど 1,3-ジカルボニル化合物のCHプロトンを引き抜くのにもよく利用される。生成するナトリウム塩はアルキル化などに使われる。縮合反応用の試薬としても広く用いられ、ディークマン縮合、シュトッベ縮合、ダルツェン縮合、クライゼン縮合などが例として挙げられる。

ジメチルスルホキシドとともに加熱すると、可溶性の塩基が生成する^[3]。

${\displaystyle {\ce {{CH3S(=O)CH3}+ NaH -> {CH3S(=O)CH2Na}+ H2}}}$

この塩基は硫黄イリドを調製してケトンをエポキシドに変換する反応（コーリー・チャイコフスキー反応）に用いられる。ウィッティヒ反応用のリンイリドの調製に使われることもある。

また、ジシランやジスルフィドの Si−Si、S−S 結合を還元する。他の場合で水素化ナトリウムが金属ナトリウムの還元力を上回る反応性を示すことは稀である。

製造

鉱油中に金属ナトリウムの微粉末を懸濁させたもの、または溶融させたナトリウムに対し、水素ガスを通じて得る^[4]。

${\displaystyle {\ce {{2Na}+ H2 -> 2NaH}}}$

参考文献

1. ^ Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis; Paquette, L. Ed.; John Wiley & Sons: New York, 2004. doi:10.1002/047084289
2. ^ Wells, A. F. Structural Inorganic Chemistry; Clarendon Press: Oxford, 1984.
3. ^ Corey, E. J.; Chaykovsky, M. "Methylsulfinylcarbanion." J. Am. Chem. Soc. 1962, 84, 866–867. doi:10.1021/ja00864a039
4. ^ Holleman, A. F.; Wiberg, E. Inorganic Chemistry; Academic Press: San Diego, 2001. ISBN 0-12-352651-5.

関連項目

• 水素化合物

表 話 編 歴 水素の化合物
二元化合物	CH4 SiH4 GeH4 SnH4 PbH4 HAt HBr HCl HF HI HN3 H2O H2O2 H2O3 H2S H2S2 H2Se H2Te NH3 PH3 AsH3 SbH3 BiH3
多元化合物	H[AuCl4] HBF4 HCN H2CS3 H[CuCl2] H2[CuCl4] HNC H2[PtCl4] H2[PtCl6] HSCN H2SiF6 HSNC オキソ酸 H3AsO4 H5As3O10 HBiO3 HBO2 H3BO3 HBrO HBrO2 HBrO3 HBrO4 HClO HClO2 HClO3 HClO4 HClO5 H2CrO4 H2Cr2O7 H2CO3 H2CO4 HFO HIO HIO3 HIO4 H5IO6 HMnO4 H2MoO4 HNCO HNO2 HNO3 HNO4 H2N2O2 HOCN HCNO HPH2O2 H2PHO3 H3PO3 H3PO4 H3PO5 H4P2O7 H4P2O8 H5P3O10 HReO4 HRuO4 H2RuO4 H2SeO3 H2SeO4 H2SeO5 H2SiO3 H4SiO4 H2Si2O5 H2SO4 H2SO5 H2S2O3 H2S2O4 H2S2O6 H2S2O7 H2S2O8 HTcO4 H2TeO3 H6TeO6 HVO3 H3VO4 H4V2O7 H2WO4 H2XeO4
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