氰基硼氢化钠
[CAS 25895-60-7]

基本信息

• 产品分类: 无机化工 >> 无机盐 >> 硼化物、硼酸盐和过硼酸盐
• 产品名称: 氰基硼氢化钠
• 英文名: Sodium cyanoborohydride
• 别名: Sodium cyanotrihydroborate
• 分子式: CH₃BNNa
• 分子量: 62.84
• CAS 登录号: 25895-60-7
• EC 号码: 247-317-2
• 分子行输入简码SMILES: [BH3-]C#N.[Na+]

物理化学性质

• 密度: 1.2 g/mL (实验值)
• 熔点: 242 °C (分解) (实验值)
• 闪点: 70 °C (实验值)
• 溶解度: 可溶于水, THF, m乙醇 (实验值)

安全数据

• 危险品标志: GHS02;GHS05;GHS06;GHS09 危险GHS02
• 危害标签: H228-H300-H310-H314-H318-H330-H400-H410
• 防护标签: P210-P240-P241-P260-P262-P264-P264+P265-P270-P271-P273-P280-P284-P301+P316-P301+P330+P331-P302+P352-P302+P361+P354-P304+P340-P305+P354+P338-P316-P317-P320-P321-P330-P361+P364-P363-P370+P378-P391-P403+P233-P405-P501

危害分类

危害	分类	类别码	危害标签
急性毒性	Acute Tox.	2	H300
急性毒性	Acute Tox.	2	H330
皮肤腐蚀	Skin Corr.	1B	H314
对水生环境长期有害	Aquatic Chronic	1	H410
对水生环境急性有害	Aquatic Acute	1	H400
急性毒性	Acute Tox.	2	H310
易燃固体	Flam. Sol.	1	H228
严重眼损伤	Eye Dam.	1	H318
急性毒性	Acute Tox.	1	H310
易燃固体	Flam. Sol.	2	H228
皮肤腐蚀	Skin Corr.	1C	H314
与水接触会释放易燃气体的物质或混合物	Water-react.	1	H260
急性毒性	Acute Tox.	1	H330
与水接触会释放易燃气体的物质或混合物	Water-react.	2	H261
急性毒性	Acute Tox.	1	H300

• 危险品运输编号: UN 3179

chemBlink 化学品故事

氰基硼氢化钠 （CAS 25895-60-7） 是一种具有选择性的硼氢化物还原剂，最著名的用途是还原胺化反应。这种反应能够在有机合成和药物化学中高效建立碳氮键。氰基硼氢化钠的化学式为 NaBH₃CN。从组成上看，它与常用的硼氢化钠 NaBH₄ 非常相似，只不过硼原子上的一个氢被氰基取代。然而，就是这个看起来很小的结构变化，使两种还原剂表现出明显不同的反应选择性。

硼氢化钠能够比较容易地把许多醛和酮还原成醇。氰基硼氢化钠在还原胺化常用的条件下则温和得多，它能够优先还原亚胺以及质子化的亚胺，也就是亚胺鎓离子，而在适当控制条件下，对尚未参与反应的醛或酮作用相对较慢。

正是这种选择性，使一个非常简洁的一锅反应成为可能。把醛或酮与氨、一级胺或者二级胺混合，羰基化合物首先与含氮化合物形成亚胺或亚胺鎓离子的平衡体系。氰基硼氢化钠随后把这个含碳氮双键的中间体还原，最终生成新的胺。

以醛与一级胺的反应为例，可以把整个过程简化表示为：

R-CHO + R'-NH₂ → R-CH=N-R' → R-CH₂-NH-R'

这个变化最重要的结果，是原来羰基中的碳最终与氮形成了稳定的化学键。因此，一个醛或酮可以通过这种方法直接转化成结构更加复杂的胺，而且通常不必把中间形成的亚胺单独分离出来。

这种反应方法的重要基础来自 Richard F. Borch、Mark D. Bernstein 和 H. Dupont Durst 在 1971 年发表的经典研究。他们系统研究了氰基硼氢根离子的选择性还原能力，并证明醛或酮能够在氨、一级胺或二级胺存在下进行还原胺化。这一方法后来成为有机合成中经典的 Borch 还原胺化反应。

氰基硼氢化钠为什么能够表现出这种选择性，关键在于氰基对硼氢化物电子性质的影响。氰基具有很强的吸电子作用。与硼氢化钠中的 BH₄^- 相比，BH₃CN^- 提供氢负离子的能力受到削弱，因此成为更加温和的还原剂。

这种“削弱”并不是缺点，反而是它最重要的价值。如果一个分子中同时存在几种可能被还原的官能团，过于活泼的还原剂可能同时攻击多个位置，而比较温和的试剂则有机会只选择其中反应性更高的一种。

反应体系的酸碱度对于这种选择性尤其重要。在弱酸性至接近中性的条件下，亚胺可以部分质子化形成亲电性更强的亚胺鎓离子。氰基硼氢化钠能够比较有效地还原这种中间体，而在适当条件下，对普通羰基的直接还原则相对较慢。因此，反应选择性来自还原剂强度与体系中不同反应物活性的精细配合。

这体现了有机合成中一个非常重要的原则：还原剂并不是越强越好。复杂分子往往同时含有许多不同官能团。如果试剂反应性太强，虽然能够完成目标反应，却也可能破坏其他需要保留的结构。真正有价值的合成试剂，往往能够准确完成一项任务，而让分子的其他部分保持不变。

还原胺化在药物化学中特别重要，因为胺类结构广泛存在于药物和其他生物活性分子中。这种方法能够把一个含羰基的分子片段与另一个含胺的分子片段通过新的碳氮键连接起来。只要分别改变这两个反应物，就可以迅速得到一系列结构相关的化合物，用于研究分子结构与生物活性之间的关系。

根据所使用的含氮原料不同，还原胺化可以用于制备一级胺、二级胺和三级胺。因此，氰基硼氢化钠的用途并不限于普通小分子有机合成，还逐渐扩展到糖化学、高分子修饰以及其他需要选择性形成或稳定碳氮键的领域。

更有意思的是，这种经典有机反应后来进入了生物化学和生物技术。含醛基的分子可以与生物大分子上的氨基形成可逆的席夫碱，再利用氰基硼氢化钠把这个不稳定的连接还原成稳定的碳氮键。因此，还原胺化可以用于蛋白质修饰、抗体偶联、糖类偶联以及生物分子的固定化。

从一个普通的小分子反应发展到生物偶联，基本化学原理实际上没有改变：先让羰基与氨基建立一个可逆连接，再通过选择性还原把这个暂时连接永久固定下来。不同之处只是参与反应的分子从简单有机化合物变成了复杂的生物大分子。

氰基硼氢化钠的使用同时需要特别注意安全问题。由于其中含有氰基硼氢根，强酸性条件可能增加产生剧毒氰化氢的危险，因此必须严格控制反应条件，并按照相应的危险化学品操作规范使用。近年的生物偶联研究还专门考察了商业氰基硼氢化钠中游离氰化物杂质对反应结果的影响，说明试剂纯度对于精细应用同样重要。

氰基硼氢化钠因此体现了有机化学中一个很有意思的现象：它的成功并不是因为比相近的还原剂更强，而恰恰是因为它更温和。通过降低硼氢化物的还原能力，化学家获得了更好的反应控制能力。

现代合成化学追求的并不只是“能不能让一个化学键发生变化”，更重要的是能否在复杂分子中只改变需要改变的位置。选择性往往比单纯的反应强度更加珍贵。

氰基硼氢化钠成为经典试剂，正是因为它很好地体现了这一原则。仅仅改变硼原子周围的一个取代基，就把一种普通硼氢化物变成了建立碳氮键的选择性工具。这也是分子结构中很小的改变怎样带来巨大反应差异的一个经典实例。

References

1. Borch, R. F.; Bernstein, M. D.; Durst, H. D. (1971). "Cyanohydridoborate Anion as a Selective Reducing Agent." Journal of the American Chemical Society, 93, 2897-2904.
https://doi.org/10.1021/ja00741a013

2. Borch, R. F.; Durst, H. D. (1969). "Lithium Cyanohydridoborate, a Versatile New Reagent." Journal of the American Chemical Society, 91, 3996-3997.
https://doi.org/10.1021/ja01042a078

3. Baxter, E. W.; Reitz, A. B. (2002). "Reductive Aminations of Carbonyl Compounds with Borohydride and Borane Reducing Agents." Organic Reactions, 59.

4. Organic Syntheses. "Reductive Amination with Sodium Cyanoborohydride: N,N-Dimethylcyclohexylamine."
https://orgsyn.org/demo.aspx?prep=CV6P0499

5. "Method for Screening Sodium Cyanoborohydride for Free Cyanide Content and Its Impact on Bioconjugation Chemistry." Bioconjugate Chemistry (2025).
https://doi.org/10.1021/acs.bioconjchem.4c00514

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