金属ナトリウム分散体 SD Super Fine™
金属ナトリウム分散体(SD Super Fine™)は、金属ナトリウム(Na)を10 μm程度の微粒子にして油中に分散(約25 wt%)させたものです。一般にSodium Dispersion (SD)あるいはSodium sandとも呼ばれます。
SD Super Fine™は、金属ナトリウムの反応性を維持しつつ、安全性・操作性を高めた製品です。
金属ナトリウムの微粒子が油でコーティングされているため、水や空気との反応も穏やかです。有機溶媒中では、この油が溶媒に溶解するため、室温で金属ナトリウムが均一に分散した系を作る事ができます。さらに液状であるため配管供給も可能です。
金属ナトリウム(Na)との比較表
| 金属ナトリウム | SD Super Fine™ | ||
|---|---|---|---|
| 外観 | インゴット、ブロック等 | 灰色の液体 | |
| 安全性 | 危険物分類 | 第3類 | 第4類第3石油類非水溶性液体 |
| 指定数量 | 10 kg | 2,000 L (約1,800 kg) | |
| 指定数量当りの Na保有可能量 |
10 kg | 約450 kg (Na含有量約25 wt%) |
|
| 劇物指定の有無 | 医薬用外劇物 | 無し | |
| 使用法 | 表面の酸化被膜をカッター等でそぎ落とし、表面をヘキサン等で洗浄してから投入 |
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|
| 使用温度 | 融点(98 ℃)以上で用いるのが一般的 | THFやヘキサン等の低沸点溶媒中でも均一な系として使用可能 | |
安全面、管理面
SD Super Fine™は下記の通り、従来の金属ナトリウムと比較して管理しやすい特長を有します。
消防法
金属ナトリウムは消防法における危険物3類に該当し、指定数量は10 kgです。一方、SD Super Fine™は危険物第4類第3石類非水溶性液体に該当し、指定数量は2000 Lです。SD Super Fine™は比重が約0.9、金属ナトリウム濃度が25 wt%ですので、指定数量当たり約450 kgの金属ナトリウムを保有できます。
また、消防法においては危険物第3類の金属ナトリウムと危険物第4類を一緒に保管することは出来ませんが、SD Super Fine™は危険物第4類の倉庫に保管することが可能です。
毒物及び劇物取締法
毒物及び劇物取締法において金属ナトリウムは劇物に指定されていますが、製剤化されたSD Super Fine™は劇物に該当しません。
ハンドリング性・反応性
SD Super Fine™は金属ナトリウムの微粒子が油にコーティングされています。そのため、以下のようなメリットがあります。
- 金属ナトリウムが水や空気と穏やかに接触するので、空気中で取扱いが可能
- 液体と同様に配管供給が可能
- 分散油は有機溶媒には速やかに溶解/拡散するため、均一な系を実現
- THFやヘキサンをはじめとした低沸点溶媒中でも使用可能
- ナトリウム粒子が小さいため局所的な発熱が小さく、反応を制御しやすい
利用例(Ar-Clからの有機Li化合物代替あるいはクロスカップリング反応)
Ar-Clに対して2当量のNaを反応させると、Ar-Naが生成します。このAr-Naを出発物質とするとNaアミドの合成やクロスカップリングが可能になります。原料に有機塩素原料コストを用いるため、コスト削減が期待されます。
参考文献
- S. Asako, H. Nakajima, and K. Takai, : Nat. Catal., 2, 297–303 (2019).
- S. Asako, M. Kodera, H. Nakajima, and K. Takai, : Adv. Synth. Catal., 361, 3120-3123 (2019).
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