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硼烷简介

  最简单的硼烷应该是BH3,但这一化合物不能单独存在,只存在其衍生物,因此,硼烷中的第一个成员是B2H6。乙硼烷易溶于乙醚,其余多数溶于苯。加热时易分解成硼和氢气,多数硼烷在空气中能自燃,硼烷燃烧时放出大量的热,所以可用作火箭的高能燃料,但这类物质毒性大,在一般条件下燃烧不完全。简单的硼烷无色,有难闻臭味,性质不稳定,有毒。硼烷分子中组成某些化学键的一对电子共享于3个原子之间,形成了三中心键(B—B—B键和B—H—B键)。可用卤化硼与氢化铝锂的反应制取,主要用作喷气飞机和火箭的高能燃料。

  硼烷的毒性很大:吸入乙硼烷会损害肺部;吸入癸硼烷会引起心力减退;水解较慢的硼烷易积聚而使中枢神经系统中毒,并会损害肝脏和肾脏。乙硼烷燃烧:

  B2H6+3O2=B203+3H2O

  乙硼烷水解时放出大量的热,如:

  B2H6+6H2O=2B(OH)3↓+6H2↑

作用

  乙硼烷有强还原性,可作还原剂。它跟氢化锂反应生成更强的还原剂硼氢化锂,用于有机合成。乙硼烷可用硼的卤化物在乙醚溶液中跟氢化铝锂LiAlH4反应制得。将乙硼烷加热到100~250℃得其它高硼烷。

  硼烷命名中硼原子个数的表示方法为:硼原子数小于10者用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,超过10者用中文数字表示,在硼烷名称后面还应加上带圆括号的阿拉伯数字,表示硼烷中的氢原子数。随着硼原子数的增加,硼烷可由气态(如乙硼烷、丁硼烷)经液态(如戊硼烷、已硼烷)至固态(如癸硼烷)。用量最大的是乙硼烷,主要由三氟化硼加工制得。硼烷都具有难闻的臭味,低级硼烷(硼原子数少)的化学性质十分活泼,与空气接触时会发生爆炸性的分解,可发生水解、卤化、胺化、氢化、烷基化、醇解等反应,也可与金属有机化合物反应。

  最早制取硼烷的方法是用金属硼化物水解,因产率甚低,已不采用。工业上生产乙硼烷主要是利用三氟化硼与氢化锂在乙醚中作用制得:

  6LiH+2BF3─→6LiF+B2H6

  硼烷在近代工业和军事上具有重要用途,由于它燃烧时能放出大量的热,主要用于火箭和导弹的高能燃料。此外,还可作为金属或陶瓷零件的处理剂,也可作为橡胶的交联剂,在硅橡胶生产中特别有效。

  硼烷作为比较好的在有机化学合成中用到的手性定位选择还原剂,硼的有机类产品对于合成的选择还原也是不相同的。如上海镱晨生产的:硼烷四氢呋喃络合物,硼烷二甲硫醚络合物、硼烷吡啶络合物、儿茶酚硼烷、频哪醉硼烷、2-甲基吡啶硼烷、N、N-二乙基苯胺硼烷、三乙基硼,二乙基(3-吡啶)基硼烷等,在新药的合成手性定位还原方面,有作很重要的用途。

文献

  硼烷方程是日本化学家新村洋一在无机化学概论这本书中提到的。现摘录如下:

  若硼烷化学式为BpHp+q,且X是通常的2中心键个数减去P的差,S是桥式H个数,T是3个B形成的3中心键个数,Y是2中心B-B键,则:

  S+X=q

  S+T=p

  T+Y=p-Q/2

  氢化硼(BpHp+q+c)c+离子也能列出一个方程:

  S+X=q+C

  S+T=p

  T+Y=p-(Q/2)-C

  不包括BH4-

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