fbpx
维基百科

乙硼烷

乙硼烷一種是无机化合物化学式为B2H6,是目前能分离出的最简单的硼烷。乙硼烷在室温下为无色气体,可以与空气形成爆炸性混合物,并且在潮湿空气中自燃。有剧毒。

乙硼烷
IUPAC名
Diborane(6)
识别
CAS号 19287-45-7  
ChemSpider 17215804
SMILES
InChI
InChIKey KLDBIFITUCWVCC-UHFFFAOYAF
EINECS 242-940-6
ChEBI 33590
RTECS HQ9275000
性质
化学式 B2H6
摩尔质量 27.67 g·mol⁻¹
外观 无色气体
密度 1.18 g/L (15 °C,气态)
熔点 −165.5 °C [1] (108.15 K)
沸点 −92.5 °C (180.65 K)
溶解性 反应
结构
配位几何 四面体 (硼)
分子构型 见内文
偶极矩 0 D
危险性
NFPA 704
4
4
4
 
闪点 可燃气体
自燃温度 38 °C
相关物质
相关硼化合物 癸硼烷(14)
三氟化硼
若非注明,所有数据均出自标准状态(25 ℃,100 kPa)下。

乙硼烷具有较高的化学活性,容易与各种无机分子和有机分子起反应。这不仅是因为乙硼烷生成热为正值(即所谓吸热化合物),还由于电负性强的元素有很大的亲合力[2]

物理性质

乙硼烷为无色气体,其蒸汽压为(3.00×104±133)Pa(-111.6℃),相对密度为0.477(-122℃)及0.577(-183℃)。

结构

乙硼烷分子具有D2h点群。两个硼原子各用两个 sp2 混成軌域与两个氢原子的 1s 轨道重叠形成 B-H σ键的同时,每个硼原子又用第三个 sp2 混成軌域和余下的一个 p 轨道组合成两个轨道 Φ,分别位于平面上下。两个轨道分别与两个氢原子的 1s 轨道成两个垂直于平面的三中心两电子 BHB 键,正好用上余下的4个价电子[3]。因此乙硼烷分子不能自由旋转。

合成

乙硼烷可通过以下方法合成[4][5]

MnB + 3H+ → 1/2 B2H6 + Mn3+
  • 用单质进行氢化:
BCl3 + 3H2 → 1/2 B2H6 + 3HCl
R3B + 3H2 → 1/2B2H6 + 3RH
6 BF3 + 8 NaH → B2H6 + 6 NaBF4
4BCl3 + 3LiAlH4 → 2B2H6 + 3LiAlCl4
3LiBH4 + (C2H5)2O.BF3(C2H5)2O→ 2B2H6 + 3LiF + (C2H5)2O(纯度90-95%)
3NaBH4 + 4BF3二甘醚→ 2B2H6 + 3NaBF4
LiAlH4 + BF3 → B2H6 + LiF + AlF3
这个反应在室温即能进行。其机理分为两步,具体如下:
(1)LiAlH4 + BF3 → LiBH4 + AlF3
(2)LiBH4 + BF3 → B2H6 + LiF
  • 通过质子迁移或电解,从BH4离子中脱去H
KBH4 + H+无水酸→ 1/2 B2H6 + K+ + H2
LiBH4电解Li + 1/2 B2H6 + 1/2 H2
NaBH4 + H2PO3F真空→ 1/2 B2H6 + NaHPO3F + H2(产率79%)
KBH4 + H3PO4→ 1/2 B2H6 + H2 + KH2PO4
B4H10→ B2H6 + 高级硼烷和聚合物
B4H10 + B5H11→ 2B2H6 + B5H9
  • 通过配位使高级硼烷降解:
B4H10 + 2(CH3)2O → (CH3)2O.BH3 + (CH3)2O.B3H7
(CH3)2O.BH3 → 1/2 B2H6 + (CH3)2O
2NaBH4 + Hg2Cl2二甘醚→ B2H6 + H2 + 2NaCl + 2Hg

反应

乙硼烷可进行的反应可大致分为以下几种[4][5]

加合反应

乙硼烷是缺电子化合物,可以与许多配体形成单桥加合物,如C5H5N·B2H6等。这类加合物的通式为:

L → BH2 … H … BH2

取代反应

乙硼烷分子中的端梢氢原子,可被一些有机基团取代形成各种各样的有机衍生物

(6-n) B2H6 + 2n BR3 ⇔ 6 B2H6-nRn (n=1,2,3,4)

形成五、六取代物的同时往往伴随桥键的断裂而发生歧化反应。

卤代乙硼烷(氟除外)可通过B2H6与BX3的平衡反应制取,代物也可通过乙硼烷直接溴代获得。 乙硼烷在低温就可以和类发生反应[1]

B2H6 + 4 CH3OH → 2 HB(OCH3)2 + 4 H2
B2H6 + 4 CH3COH → 2 HB(OCH2CH3)2
B2H6 + 4 CH3COCH3 → 2 HB[(OCH2CH3)2]2
B2H6 + 2 CH3COOC2H5 → 2 HB(OC2H5)2

加成反应

乙硼烷可与烯烃定量加成,产物是烷基硼

3RCH=CH2 + 1/2 B2H6 → (RCH2CH2)3B

烷基硼在有机合成中具有重要用途。参见硼氢化反应等。

B2H6 + 6 C6H6 → 2 (C6H5)3B + 6 H2

乙硼烷可以和在100℃下反应。

B2H6 + BCl3 ⇔ B2H5Cl

乙硼烷和反应分别产生B2H5Br和B2H5I. B2H5Cl极不稳定。 [1]

乙硼烷也可以和一氧化碳反应:

B2H6 + 2 CO ⇔ 2 BH3CO(羰基甲硼烷

还原反应

乙硼烷是亲电试剂,并且可将很多官能团还原,如将还原为还原成还原成N-烷基羟胺施夫碱还原为仲胺等。

乙硼烷极易水解,与水反应生成硼酸和氢:

B2H6 + 6H2O → 2H3BO3 + 6H2

相对分子质量较大的戊硼烷癸硼烷只有加热才能水解。 [1]

乙硼烷与在90 °C反应生成环硼氮烷

3 B2H6 + 6 NH3 → 2 B3N3H6 + 12 H2

氧化反应

极纯的硼烷在干燥空气或氧气中并不自燃,但如果有微量杂质存在,就立刻发生自燃现象。[1]

B2H6 + 3 O2 → B2O3 + 3 H2O

此反应放热很大,故硼烷可在火箭和导弹中用作高能喷射燃料。

二硼烷可以和卤素反应。和氯气的反应很剧烈。[1]

B2H6 + 6 Cl2 → 2 BCl3 + 6 HCl

用途

乙硼烷被用于火箭推进剂,也被用于制取半导体用高纯硼的原料。 还可与烯烃发生硼氢化反应制醇,这是制醇的重要方法。

储存

乙硼烷可以储存,但长期存放逐渐转变为及高级硼烷[1]

参见

参考资料

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 《硼氢化合物》.郑学家 主编.化学工业出版社. ISBN 978-7-122-11506-5. 第一节 硼烷概述. P5-7.
  2. ^ 张青莲等。《无机化学丛书》第二卷。北京:科学出版社。
  3. ^ Laslo P (2000). "A Diborane Story". Angewandte Chemie International Edition 39: 2071-2072. doi:<2071::AID-ANIE2071>3.0.CO;2-C 10.1002/1521-3773(20000616)39:12<2071::AID-ANIE2071>3.0.CO;2-C (页面存档备份,存于互联网档案馆). abstract[永久失效連結]
  4. ^ 4.0 4.1 N. N. Greenwood, 11. Boron in "Comprehensive Inorganic Chemistry", Vol 1, Eds. J. C. Bailar, H. J. Emeleus, R. Nyholm, A. F. Trotman-Dickeson, Pergamon (1973).
  5. ^ 5.0 5.1 R. M. Adams, Chapter 7 in "Boron, Metallo-Boron Compounds and Boranes", Interscience (1964).

扩展阅读

  • H. C. Brown "Organic Synthesis via Boranes" John Wiley, New York, 1975. ISBN 0-471-11280-1.

外部链接

乙硼烷, 一種是无机化合物, 化学式为b2h6, 是目前能分离出的最简单的硼烷, 在室温下为无色气体, 可以与空气形成爆炸性混合物, 并且在潮湿空气中自燃, 有剧毒, iupac名diborane, 识别cas号, 19287, chemspider, 17215804smiles, 1inchi, b2h6, 2h2inchikey, kldbifitucwvcc, uhfffaoyafeinecs, 6chebi, 33590rtecs, hq9275000性质化学式, b2h6摩尔质量, 外观, 无色气体密度. 乙硼烷一種是无机化合物 化学式为B2H6 是目前能分离出的最简单的硼烷 乙硼烷在室温下为无色气体 可以与空气形成爆炸性混合物 并且在潮湿空气中自燃 有剧毒 乙硼烷IUPAC名Diborane 6 识别CAS号 19287 45 7 ChemSpider 17215804SMILES BH2 1 H BH2 H 1InChI 1 B2H6 c1 3 2 4 1 h1 2H2InChIKey KLDBIFITUCWVCC UHFFFAOYAFEINECS 242 940 6ChEBI 33590RTECS HQ9275000性质化学式 B2H6摩尔质量 27 67 g mol 外观 无色气体密度 1 18 g L 15 C 气态 熔点 165 5 C 1 108 15 K 沸点 92 5 C 180 65 K 溶解性 水 反应结构配位几何 四面体 硼 分子构型 见内文偶极矩 0 D危险性NFPA 704 4 4 4 闪点 可燃气体自燃温度 38 C相关物质相关硼化合物 癸硼烷 14 三氟化硼若非注明 所有数据均出自标准状态 25 100 kPa 下 乙硼烷具有较高的化学活性 容易与各种无机分子和有机分子起反应 这不仅是因为乙硼烷生成热为正值 即所谓吸热化合物 还由于硼对氟 氧 氮 磷等电负性强的元素有很大的亲合力 2 目录 1 物理性质 2 结构 3 合成 4 反应 4 1 加合反应 4 2 取代反应 4 3 加成反应 4 4 还原反应 4 5 氧化反应 5 用途 6 储存 7 参见 8 参考资料 9 扩展阅读 10 外部链接物理性质 编辑乙硼烷为无色气体 其蒸汽压为 3 00 104 133 Pa 111 6 相对密度为0 477 122 及0 577 183 结构 编辑乙硼烷分子具有D2h点群 两个硼原子各用两个 sp2 混成軌域与两个氢原子的 1s 轨道重叠形成 B H s键的同时 每个硼原子又用第三个 sp2 混成軌域和余下的一个 p 轨道组合成两个轨道 F 分别位于平面上下 两个轨道分别与两个氢原子的 1s 轨道成两个垂直于平面的三中心两电子 BHB 键 正好用上余下的4个价电子 3 因此乙硼烷分子不能自由旋转 合成 编辑乙硼烷可通过以下方法合成 4 5 用质子进行阳离子取代 MnB 3H 1 2 B2H6 Mn3 用单质氢进行氢化 BCl3 3H2 1 2 B2H6 3HCl R3B 3H2 1 2B2H6 3RH用金属氢化物和复合氢化物进行H 取代 6 BF3 8 NaH B2H6 6 NaBF4 4BCl3 3LiAlH4 2B2H6 3LiAlCl4 3LiBH4 C2H5 2O BF3 C2H5 2O 2B2H6 3LiF C2H5 2O 纯度90 95 3NaBH4 4BF3 二甘醚 2B2H6 3NaBF4 LiAlH4 BF3 B2H6 LiF AlF3这个反应在室温即能进行 其机理分为两步 具体如下 1 LiAlH4 BF3 LiBH4 AlF3 dd 2 LiBH4 BF3 B2H6 LiF dd 通过质子迁移或电解 从BH4 离子中脱去H KBH4 H 无水酸 1 2 B2H6 K H2 LiBH4 电解 Li 1 2 B2H6 1 2 H2 NaBH4 H2PO3F 真空 1 2 B2H6 NaHPO3F H2 产率79 KBH4 H3PO4 1 2 B2H6 H2 KH2PO4高级硼烷热解 B4H10 B2H6 高级硼烷和聚合物 B4H10 B5H11 2B2H6 B5H9通过配位使高级硼烷降解 B4H10 2 CH3 2O CH3 2O BH3 CH3 2O B3H7 CH3 2O BH3 1 2 B2H6 CH3 2O用硼氢化钠还原氯化亚汞 2NaBH4 Hg2Cl2 二甘醚 B2H6 H2 2NaCl 2Hg反应 编辑乙硼烷可进行的反应可大致分为以下几种 4 5 加合反应 编辑 乙硼烷是缺电子化合物 可以与许多配体形成单桥加合物 如C5H5N B2H6等 这类加合物的通式为 L BH2 H BH2取代反应 编辑 乙硼烷分子中的端梢氢原子 可被一些有机基团取代形成各种各样的有机衍生物 6 n B2H6 2n BR3 6 B2H6 nRn n 1 2 3 4 形成五 六取代物的同时往往伴随桥键的断裂而发生歧化反应 卤代乙硼烷 氟除外 可通过B2H6与BX3的平衡反应制取 溴代物也可通过乙硼烷直接溴代获得 乙硼烷在低温就可以和醇 醚 酮及酯类发生反应 1 B2H6 4 CH3OH 2 HB OCH3 2 4 H2B2H6 4 CH3COH 2 HB OCH2CH3 2B2H6 4 CH3COCH3 2 HB OCH2CH3 2 2B2H6 2 CH3COOC2H5 2 HB OC2H5 2加成反应 编辑 乙硼烷可与烯烃定量加成 产物是烷基硼 3RCH CH2 1 2 B2H6 RCH2CH2 3B烷基硼在有机合成中具有重要用途 参见硼氢化反应等 B2H6 6 C6H6 2 C6H5 3B 6 H2乙硼烷可以和苯在100 下反应 B2H6 BCl3 B2H5Cl乙硼烷和溴 碘反应分别产生B2H5Br和B2H5I B2H5Cl极不稳定 1 乙硼烷也可以和一氧化碳反应 B2H6 2 CO 2 BH3CO 羰基甲硼烷 还原反应 编辑 乙硼烷是亲电试剂 并且可将很多官能团还原 如将醛和酮还原为醇 腈还原成胺 肟还原成N 烷基羟胺 施夫碱还原为仲胺等 乙硼烷极易水解 与水反应生成硼酸和氢 B2H6 6H2O 2H3BO3 6H2而相对分子质量较大的戊硼烷和癸硼烷只有加热才能水解 1 乙硼烷与氨在90 C反应生成环硼氮烷 3 B2H6 6 NH3 2 B3N3H6 12 H2氧化反应 编辑 极纯的硼烷在干燥空气或氧气中并不自燃 但如果有微量杂质存在 就立刻发生自燃现象 1 B2H6 3 O2 B2O3 3 H2O此反应放热很大 故硼烷可在火箭和导弹中用作高能喷射燃料 二硼烷可以和卤素反应 和氯气的反应很剧烈 1 B2H6 6 Cl2 2 BCl3 6 HCl用途 编辑乙硼烷被用于火箭推进剂 也被用于制取半导体用高纯硼的原料 还可与烯烃发生硼氢化反应制醇 这是制醇的重要方法 储存 编辑乙硼烷可以储存 但长期存放逐渐转变为氢及高级硼烷 1 参见 编辑硼烷参考资料 编辑 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 硼氢化合物 郑学家 主编 化学工业出版社 ISBN 978 7 122 11506 5 第一节 硼烷概述 P5 7 张青莲等 无机化学丛书 第二卷 北京 科学出版社 Laslo P 2000 A Diborane Story Angewandte Chemie International Edition 39 2071 2072 doi lt 2071 AID ANIE2071 gt 3 0 CO 2 C 10 1002 1521 3773 20000616 39 12 lt 2071 AID ANIE2071 gt 3 0 CO 2 C 页面存档备份 存于互联网档案馆 abstract 永久失效連結 4 0 4 1 N N Greenwood 11 Boron in Comprehensive Inorganic Chemistry Vol 1 Eds J C Bailar H J Emeleus R Nyholm A F Trotman Dickeson Pergamon 1973 5 0 5 1 R M Adams Chapter 7 in Boron Metallo Boron Compounds and Boranes Interscience 1964 扩展阅读 编辑H C Brown Organic Synthesis via Boranes John Wiley New York 1975 ISBN 0 471 11280 1 外部链接 编辑国际安全卡0432 页面存档备份 存于互联网档案馆 取自 https zh wikipedia org w index php title 乙硼烷 amp oldid 77606505, 维基百科,wiki,书籍,书籍,图书馆,

文章

,阅读,下载,免费,免费下载,mp3,视频,mp4,3gp, jpg,jpeg,gif,png,图片,音乐,歌曲,电影,书籍,游戏,游戏。