氫化鈉（Sodium氫化物），又被稱為鈉氫，是一種金屬氫化物，是鹽類氫化物的代表性物質，化學式為NaH。氫化鈉是一種白色至灰白色的結晶性粉末，通常以25%~50%的比例分散在油中進行保存，結晶體為巖鹽結構，結晶中的氫離子以陰離子的形態存在。氫化鈉不溶于液氨、苯、二硫化碳，溶于熔融的氫氧化鈉。氫化鈉的化學活性很高，可以和水、低級醇等劇烈反應，引起燃燒或劇烈爆炸。氫化鈉常被用作有機合成的堿、縮合劑、還原劑、烷基化試劑、催化劑、克萊遜氏試劑等，還可用作電鍍等行業的除銹劑，并應用于醫藥、香料、農藥、染料增白劑和高分子工業，有毒，吸入會對人體呼吸道產生強烈刺激。
化學結構
氫化鈉具有立方系晶體結構，屬于氯化鈉型晶格，氫化鈉中的氫離子處于負離子狀態。氫化鈉晶體中，單元晶胞的長度為4.879×10?1?m，鈉離子和氫離子的核間距為2.445×10?1?m，氫離子的半徑長度為1.46×10?1?m，氫化鈉的晶格能計算值為191kcal/摩爾，實驗值為192.7kcal/mol。
理化性質
物理性質
氫化鈉是一種白色至淡灰色的細微結晶，通常以25%~50%的比例分散在油中進行保存。氫化鈉的相對密度（水=1）為0.92g/cm3，不溶于液氨、苯、二硫化碳，溶于熔化的堿金屬鹵化物或熔融的氫氧化鈉。
化學性質
氫化鈉的化學活性很高，在潮濕空氣中可以自燃。氫化鈉可以還原醇類、類等化合物。氫化鈉還可用于醚的合成，酰胺、醇類等化合物的烷基化反應，??-二基化合物的酰基化反應等。
氫化鈉還原無機物
水的還原
氫化鈉與水反應會產生氫氣。氫化鈉還可以用來除去有機溶劑中的微量水分。氫化鈉與水的反應式如下：
NaH+H?O→NaOH+H?
鹵化硼的還原
200°C下，氫化鈉可以與三氟化硼蒸氣反應，生成雙硼和氟化鈉。反應方程式如下：
2BF?+6NaH→B?H?+6NaF
四氯化鈦的還原
氫化鈉作為強還原劑，在高溫時還原性更強。氫化鈉可以和許多氧化劑發生反應，特別是鹵族元素以及共價鹵化物。在400 °C時，氫化鈉可以將氯化鈦還原為金屬鈦。反應方程式如下：
TiCl?+4NaH→Ti+4NaCl+2H?
液氨的還原
氫化鈉不溶于液氨，但在高溫下可以與氨反應，生成胺化鈉。反應方程式如下：
NaH+NH?→NaNH?+H?
氫化鈉還原有機物
醇的還原
氫化鈉可以和醇類化合物反應，生成相應的醇鈉。與金屬鈉相比，該反應的優點是生成的醇鈉純度較高且不含有過量的醇，除此之外，與某些不飽和的醇類反應時，金屬鈉會將其還原為飽和化合物，而氫化鈉則不會。氫化鈉與醇反應的方程式如下：
ROH+NaH→NaOR+H?
羰基化合物的還原
高溫下，氫化鈉可以將羰基化合物還原為醇類，溫度越高，還原能力越強。例如，在145°C下，氫化鈉可以將二苯甲還原為二苯甲醇。反應方程式如下：
(C?H?)?CO+NaH→(C?H?)?CHONa
(C?H?)?CHONa+H?O→(C?H?)?CHOH+氫氧化鈉
腈的還原
D. Y. Ong等人報道了一種使用氫化鈉和氯化鋅組合，控制還原為醛的反應。這種方法反應條件溫和，可以還原各種酯族和芳香族腈，且具有廣泛的官能團兼容性，在有機合成中有很好的應用價值。反應的表達式如下：
其它化學反應
醚的合成
氫化鈉作為堿可以用于williamson醚的合成中。由于氫化鈉有足夠強的堿性，因此可以用于烷基醇類與鹵代烴的反應。Helen等人報道了一種使用四氫呋喃為反應溶劑，氫化鈉為堿，合成手性醚配體以及雙烯丙基醚的方法。反應的表達式如下：
酰胺的烷基化反應
卡非多是一類苯基衍生物，王謹等人報道了一種以苯乙腈為起始原料合成卡非多的方法。該合成路線的第三步是4-苯基-2-吡咯烷酮在氫化鈉的作用下與溴乙酸乙酯發生烷基化反應生成2-氧代-4-苯基-1-吡咯烷乙酸乙酯。該反應的方程式如下：
??-二羰基化合物的酰基化反應
??-二羰基化合物CH2上的活潑氫在氫化鈉的作用下容易形成烯醇陰離子，烯醇負離子與酰基化試劑反應可以得到基化產物。以乙酰乙酸乙酯為例，反應的表達式如下：
制備方法
鈉與氫氣反應
制備氫化鈉最直接的方法就是由鈉與氫氣在高溫高壓的條件下反應，反應方程式如下：
2Na+H?→2NaH
制備過程首先是將反應釜預熱，之后加入金屬鈉，通入氫氣，在高溫高壓的作用下合成氫化鈉。在反應的過程中，由于生成的氫化鈉是固體化合物，會在金屬鈉表面形成一層薄膜，因此氫化反應會變慢，無法進行到底。在反應過程中，加入適當的分散劑來分散金屬鈉，可以使反應進行到底。
常用的分散劑有礦物油分散劑和固體鹽分散劑。
石蠟油分散法是首先在氮氣氛圍下升溫將鈉熔融，熔融完畢后將鈉分散在石蠟油中高速攪拌，之后通入氫氣反應。
使用石蠟油為分散劑所制得的氫化鈉便于儲存和運輸，而且工藝中的液體石蠟可以循環利用且產品收率高。雖然液體石蠟為分散劑制得的氫化鈉在制備、儲存等方面安全性較高，但含量低。在反應中需要使用大量溶劑洗去氫化鈉表面的礦物油，使用有許多不便之處
氯化鈉等固體鹽也可以作為鈉的分散劑，即在反應過程中，將金屬鈉分散在固體氯化鈉中，由金屬鈉與氫氣反應制備氫化鈉的方法。該方法制得的最終產物為氯化鈉分散的氫化鈉，呈白色粉末狀。惰性固體鹽為分散劑對液體金屬鈉反應的通式如下：
NaCl+Na+1/2H?→NaH+NaCl
使用固體鹽分散金屬鈉參與氫化反應的優點是設備工藝簡單，操作安全、方便，反應生成的氫化鈉純度和活性都比較高，可以直接用到后續的反應中去。
金屬有機物的氫解反應
有機金屬化合物在過渡金屬鹵化物的催化下，可以通過催化加氫的方式生成相應的氫化物。早在1938年，Gilman等人就報道過利用金屬有機化合物的氫解反應制備堿金屬氫化鈉的方法。反應的通式如下：
RM+H?→MH+RH(M=Li,Na,K)
金屬有機物中的R基團可以為烷基或者芳基，氫氣壓力范圍為1atm~7atm，反應溶劑為苯或石油醚。
Bank等人報道了使用四氫呋喃作為反應溶劑，鈉在25°C~40°C下，通過常壓加氫的方式，發生氫解反應生成氫化鈉。該反應的反應式如下：
[C??H?]?Na?+H?→NaH+C??H?
氫氧化鈉與含碳化合物反應
J 赫勒等人提出一種由堿金屬氫氧化物與含碳有機物生成氫化鈉的方法。該方法先將氫氧化鈉加入到低碳鋼反應釜中并加熱至670°C~875°C使氫氧化鈉熔融后，加入含碳原料，通入氫氣流，之后該氣流與反應產物共同導出。該方法中用于制備氫化鈉的含碳化合物包括丙烷氣體、石蠟油、2-甲基-1，3-丁二烯和碳等。該反應的優點是將低成本的工業廢料轉化為可用的原料，大大節約了原料成本。以上幾種含碳化合物生成氫化鈉的反應式如下：
丙烷氣體：
C?H?+9NaOH→3NaH+7H?+3Na?CO?
石蠟油：
C??H??+36氫氧化鈉→12NaH?+?12?Na?CO??+?25?H?
異戊二烯：
C?H?+15NaOH→5NaH+5Na?CO?+9H?
碳：
C+3NaOH→NaH+Na?CO?+H?
應用領域
氫化鈉是一個用途十分廣泛的化學品，在有機合成中常用作堿、還原劑（見化學性質）、縮合劑、催化劑等，還可以用作除銹劑、干燥劑等。
堿
氫化鈉作為一種強堿，常被用于有機合成中。
Johnstone等人報道了一種使用氫化鈉為堿，使異氰基乙酸酯與環狀不飽和縮合構建環狀吡咯的反應。反應之前，氫化鈉先在氮氣氛圍下用己烷洗去懸浮液中的礦物油。
該反應的表達式如下：
在UIImann偶合反應中，使用氫化鈉作為堿，Zn和NiCl?(PPh?)?為催化劑，三苯基膦為配體，甲苯為溶劑，可以高收率的得到偶聯產物。
該反應的表達式如下：
用亞磷酸脂制備的葉立德被稱為Wittig-Horner試劑，例如，使用氫化鈉作為堿，亞磷酸乙酯與溴乙酸乙酯可以反應得到磷酸酯，磷酸酯在氫化鈉的作用下脫去一分子氫得到Wittig-Horner試劑。
使用氫化鈉為堿還可以制備硫葉立德。例如，用二甲基亞砜和碘甲烷反應可以三甲基硫碘化合物，之后在氫化鈉的作用下脫去一分子氫和碘化鈉，得到硫葉立德。
縮合劑
氫化鈉可以用作有機反應的縮合劑。
朱平華等人報道了使用氫化鈉作為縮合劑，以鄰羥基苯乙酮與碳酸二甲酯為原料合成4－羥基香豆素的反應。反應的方程式如下：
氫化鈉作為縮合劑，還可以用于酯的自身縮合。例如，用氫化鈉作用于R?NCO(CH)?COOR可以制得長鏈的二羧酸。該反應的表達式如下：
C6H5CHO+CH3COOCH3+NaH→C?H?CH=CHCOOCH3+NaOH+H2
氫化鈉還可以作為苯甲醛與羧酸酯反應的縮合劑，反應的方程式如下：
CH?(CH?)??COOCH?+CH?COCH?+2NaH→CH?(CH?)??COCH=C(ONa)CH?+NaOCH?+2H?
氫化鈉可以用于酯與酮的縮合，產物是??-二酮。癸酸甲酯與丙酮縮合可以制得納代十五-2,4-二酮。反應的表達式如下：
CH?(CH?)??COOCH?+CH?COCH?+2NaH→CH?(CH?)??COCH=C(ONa)CH?+NaOCH?+2H?
催化劑
氫化鈉在有機合成中還可以用作反應的催化劑。周祖新等人報道了一種使用氫化鈉為催化劑制備芴甲醇的方法。芴甲醇是一種重要的藥物，對治療瘧疾有很好的效果。該反應的合成路線如下：
Werner等人報道了一種使用氫化鈉作為催化劑由芳族醛二聚高產率制得季先科酯的反應。該反應加入催化量的氫化鈉，以甲苯作為溶劑，在23~95°C溫度范圍內反應18小時制得產物，反應的收率可高達95%。該反應的通式如下：
PhCHO+NaH→PhCOOCH2Ph
Won Kyu Shin等人報道了一種氫化鈉催化的醛和酮的硼氫化反應。反應中使用催化量的氫化鈉，有效的促進了HBpin參與硼氫化反應，將醛或酮轉化為醇。反應的表達式如下：
釋氫劑
氫化鈉與水反應時可以放出大量氫氣，千克的氫化鈉水解時可以放出約940升的氫氣，因此氫化鈉是一種理想的用于制取氫氣的材料。
其他應用
氫化鈉常用作電鍍行業和搪瓷行業的除銹劑，在對鋼進行電鍍或搪瓷之前，常用氫化鈉來清除產品表面的氧化物和其它污染物。
氫化鈉還可以用來制備氫化鋁鈉還原劑，反應的方程式如下：
4NaH+AlCl?→NaAlH?+3NaCl
該反應使用四氫呋喃作為反應溶劑，缺點是生成的副產物氯化鈉沉積在反應物氫化鈉的表面而阻斷反應，所以反應需要在劇烈的攪拌下進行。
Georgiadis報道了使用氫化鈉進行關環合成1,5-甲基3-苯甲唑啉衍生物的方法，該方法涉及到CH2異氰酸酯取代基對四氫萘酮的??-亞甲基進行分子內酰化的過程。
利用氫化鈉還可以合成硼氫化鈉（NaBH?），反應以氫化鈉和B(OCH?)?為原料，反應得到的是硼氫化鈉和甲醇鈉（NaOCH?）的混合物，之后通過2-丙醇或液氨萃取即可得到純的硼氫化鈉。反應的表達式如下：
4NaH+B(OCH3)3NaBH4+3NaOCH3
安全事宜
健康危害
氫化鈉進入人體的方式有吸入和食入兩種，氫化鈉對眼睛和呼吸道有強烈刺激性，與皮膚直接接觸時會引起灼傷，食入會腐蝕和蝕灼傷呼吸道。
急救與防護措施
當氫化鈉接觸到皮膚時，應立即脫去被污染的衣物，用大量流動的清水沖洗至少15分鐘，及時就醫。當氫化鈉接觸到眼睛時，應立即將眼瞼提起，用大量的流動清水或生理鹽水徹底沖洗15分鐘并立即就醫。當吸入氫化鈉時，應立即脫離現場到空氣流通處，保持呼吸通暢，如果呼吸困難應立即進行輸氧，如果呼吸停止，應馬上進行人工呼吸并立即就醫。當食入氫化鈉時，禁止催吐，禁止給失去知覺者從嘴里喂食任何東西，應立即就醫。
防護措施：作業場所要保持通風，有洗眼淋浴設備。在作業區域，要使用防爆設備，設置緊急撤離通道和泄險區。當工作中可能接觸到氫化鈉時，要佩戴防毒面具或自己式呼吸器。實驗過程中，要隨時佩戴安全護目鏡，穿戴防護服和防護靴，戴好橡膠手套。在工作現場嚴禁吸煙、進食和飲水。
操作、存儲與運輸
操作時要在干燥的惰性氣體氛圍下，避免氫化鈉與濕氣和水接觸。要在通風良好的實驗環境下操作。
氫化鈉應該存儲在干燥清潔的倉庫內，遠離火種和熱源，避免陽光直射，密封保存。氫化鈉存放時禁止與氧化劑、酸類化合物共存，要按時檢查倉庫溫度，防止混儲現象的發生。
搬運氫化鈉時動作要輕，防止包裝或容器受到破壞。運輸途中要防爆曬、雨淋、高溫，運輸車輛的排氣管必須裝有阻火裝置。運輸氫化鈉的交通工具必須保持干燥，設置防水防雨設施。氫化鈉裝運時嚴禁與氧化劑、酸類化合物、食品以及食品添加劑等混裝，運輸車輛應裝備相應品種和數量的消防器材以及泄漏應急處理設備。
消防措施
當發生火災時，不能直接用水滅火，不能用泡沫、二氧化碳以及鹵代烷類滅火器滅火，要用金屬蓋或者干燥的石墨粉、白云石粉等將火燜滅。
滅火時，消防人員必須做好防護措施，佩戴呼吸面具并穿上防護服，在安全距離處滅火，滅火過程中要防止消防水對地表和地下水系統造成污染。
泄漏應急措施
隔離泄漏污染區，限制出入。切斷火源。建議應急處理人員戴自給式呼吸器，穿防酸堿工作服。小量泄漏：避免揚塵，使用無火花工具收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。轉移至安全場所。大量泄漏：用塑料布、帆布覆蓋，減少飛散。與有關技術部門聯系，確定清除方法。
參考資料 >