Аммиачно-боран - Ammonia borane

Аммиачно-боран
Шар и палочка модель аммиачного борана
Имена
Название ИЮПАК
Аммониотригидроборат[нужна цитата ]
Другие имена
Боразане[нужна цитата ]
Идентификаторы
3D модель (JSmol )
ChemSpider
ECHA InfoCard100.170.890 Отредактируйте это в Викиданных
Номер ЕС
  • 642-983-4
UNII
Свойства
BNH
6
Молярная масса30,865 г моль−1
ВнешностьБесцветные кристаллы
Плотность780 мг мл−1
Температура плавления 104 ° С (219 ° F, 377 К)
Структура
I4мм, четырехугольный
Тетрагональный в B и N
Тетрагидраль в B и N
5.2 D
Опасности
Пиктограммы GHSGHS02: ЛегковоспламеняющийсяGHS07: Вредно
Сигнальное слово GHSОпасность
Родственные соединения
Родственные соединения
Если не указано иное, данные для материалов приведены в их стандартное состояние (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа).
☒N проверить (что проверятьY☒N ?)
Ссылки на инфобоксы

Аммиачно-боран (также систематически называемый амминетригидридобор), также называется боразан, это химическое соединение с формулой H3NBH3. Бесцветное или белое твердое вещество - простейший молекулярный бор -азот -гидрид соединение. Он привлек внимание как источник водород топливо, но в остальном представляет в первую очередь академический интерес.

Синтез

Реакция диборан с участием аммиак в основном дает диаммонийную соль [H2B (NH3)2]+(BH4)−. Аммиачный боран является основным продуктом, когда аддукт борана используется вместо диборана:[1]

BH3(THF ) + NH3 → BH3NH3 + THF

Свойства и структура

Молекула принимает такую ​​структуру, как этан, с чем это изоэлектронный. Расстояние B-N составляет 1,58 (2) Å. Расстояния B − H и N − H составляют 1,15 и 0,96 Å соответственно. Его сходство с этаном незначительно, поскольку аммиачный боран - твердое вещество, а этан - газ: их точки плавления различаются на 284 ° C. Это различие согласуется с высокополярной природой аммиачного борана. Атомы H, присоединенные к бору, гидридные, а атомы азота, присоединенные к азоту, несколько кислые.

Резонансные структуры аммиак-борана

Структура твердого тела свидетельствует о тесной ассоциации NЧАС и BЧАС центры. Ближайшее расстояние H − H составляет 1,990 Å, что можно сравнить с расстоянием связывания H − H 0,74 Å. Это взаимодействие называется дигидрогенная связь.[2][3] Первоначальный кристаллографический анализ этого соединения изменил назначение B и N. Обновленная структура была получена с улучшенными данными с использованием техники нейтронография это позволило расположить атомы водорода с большей точностью.

Часть кристаллической структуры аммиачного борана [2]

Использует

Основная статья: Дегидрирование аминоборанов

Аммиачный боран был предложен в качестве носителя для хранения водород, например когда газ используется в качестве топлива для автомобилей. Его можно заставить выделять водород при нагревании, который сначала полимеризуется до (NH2BH2)п, затем в (NHBH)п,[4] который в конечном итоге разлагается на нитрид бора (BN) при температуре выше 1000 ° C.[5] Он более плотный по водороду, чем жидкий водород, а также способен существовать при нормальных температурах и давлениях.[6]

Аммиачный боран находит применение в органический синтез как стабильное на воздухе производное диборана.[7]

Аналогичные аминобораны

Многие аналоги приготовлены из первичных, вторичных и даже третичные амины:

Первый аминный аддукт борана был получен из триметиламин. Боран трет-бутиламиновый комплекс получают реакцией боргидрида натрия с хлоридом трет-бутиламмония. Обычно аддукты более устойчивы с более основными аминами. Возможны также вариации по борному компоненту, хотя первичные и вторичные бораны встречаются реже.[8]

Кроме того, было приготовлено множество комплексов борана, в том числе боран диметилсульфид (Меня2S → BH3) и боран-тетрагидрофуран (THF → BH3).

использованная литература

  1. ^ Shore, S.G .; Боддекер, К. В. (1964). «Крупномасштабный синтез H2B (NH3)2+BH4− и H3NBH3". Неорганическая химия. 3 (6): 914–915. Дои:10.1021 / ic50016a038.
  2. ^ а б Klooster, W. T .; Koetzle, T. F .; Siegbahn, P.E.M .; Richardson, T. B .; Крэбтри, Р. Х. (1999). «Исследование дигидрогенной связи N − H ··· H − B, включая кристаллическую структуру BH.3NH3 методом нейтронографии ». Журнал Американского химического общества. 121 (27): 6337–6343. Дои:10.1021 / ja9825332.
  3. ^ Boese, R .; Niederprüm, N .; Блазер, Д. (1992). Maksic, Z. B .; Eckert-Masic, M. (ред.). Молекулы в естествознании и медицине. Чичестер, Англия: Эллис Хорвуд. ISBN  978-0135615980.
  4. ^ Gutowski, M .; Отри, Т. (2006). «Особенности: Водород попадает на борт». Мир химии. 3 (3).
  5. ^ Frueh, S .; Kellett, R .; Mallery, C .; Молтер; Т .; Willis, W. S .; King'ondu, C .; Суиб, С. Л. (2011). «Пиролитическое разложение аммиачного борана до нитрида бора». Неорганическая химия. 50 (3): 783–792. Дои:10.1021 / ic101020k. PMID  21182274.
  6. ^ Stephens, F. H .; Pons, V .; Бейкер, Р. Т. (2007). "Аммиак-Боран: Источник водорода по преимуществу?". Dalton Transactions. 2007 (25): 2613–2626. Дои:10.1039 / b703053c. PMID  17576485.
  7. ^ Эндрюс, Гленн С.; Neelamkavil, Santhosh F. (2008). «Боран-Аммиак». В пакете, Лео А. (ред.). Энциклопедия реагентов для органического синтеза. Нью-Йорк: Джон Уайли и сыновья. Дои:10.1002 / 047084289X.rb238.pub2. ISBN  0471936235.
  8. ^ Штаубиц, Энн; Робертсон, Аласдер П. М .; Манеры, Ян (2010). «Аммиак-боран и родственные соединения как источники дигидрогена». Химические обзоры. 110 (7): 4079–4124. Дои:10.1021 / cr100088b. PMID  20672860.