CN113526466B - 一种硼氢化合物钾盐kb11h14的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法,属于硼氢化合物的合成技术领域。本发明的技术方案要点为:在无水无氧的条件下将硼氢化钾加入到反应容器中,再加入二甲基硫醚硼烷的1,4‑二氧六环溶液,于25‑90℃搅拌反应制得目标产物硼氢化合物钾盐KB11H14。本发明操作简单,低毒无害,安全可靠,成本低廉,适合规模化生产。
Description
技术领域
本发明属于硼氢化合物的合成技术领域,具体涉及一种硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法。
背景技术
具有多面体结构的负离子B11H14 -由于其广泛的用途引起了极大的关注,其能够被氧化生成B10H14,进而转化成碳硼烷,而碳硼烷在军工领域具有非常广泛的用处。经由负离子B11H14 -合成碳硼烷是目前已知的最为高效的方法之一。除此之外,相应的负离子B11H14 -的碱金属盐还能够作为固体离子导体,该用途是最近几年新开发的,并且具有良好的导电性能,为解决液体电解质的缺点提供了一种方案。但是,由于合成方法的限制,负离子B11H14 -碱金属盐及其衍生物没有得到很好的发展。因此,设计一种操作简单、安全无毒且成本低廉的合成方法非常有必要,且具有重要意义。
在此前的合成方法中,一般具有以下几个缺点:1)多数合成方法涉及到了乙硼烷的使用,而乙硼烷是易燃易爆的有毒性气体,使用过程非常容易出现安全性问题;2)除乙硼烷外,一般还会用到价格昂贵的试剂,例如三五氟苯基硼烷,该类试剂的使用,使得合成成本显著增加,不利于大规模合成;3)合成过程需要较高的反应温度(150-220 ℃),该温度范围明显高于一般化学反应的温度,耗能较大,不符合绿色合成的观点;4)反应本身所需的条件使得反应过程不易控制,造成了生成的产物中混杂着多种其它的硼烷化合物,给分离提纯增加了难度,并且进一步造成了较低的产率。
因此,为了能够继续发展负离子B11H14 -的相关研究与大规模的实际应用,有必要设计一种合成过程可控、操作简单、成本低廉且安全可靠的负离子B11H14 -盐的合成方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是提供了一种操作简单、安全可靠且成本低廉的硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法。
本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案:
一种硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法,其特征在于具体过程为:在无水无氧的条件下将硼氢化钾加入到反应容器中,再加入二甲基硫醚硼烷(DMS·BH3)的1,4-二氧六环溶液,于25-90 ℃搅拌反应制得目标产物硼氢化合物钾盐KB11H14。
本发明所述的硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法,其特征在于具体步骤为:在氮气手套箱中,将硼氢化钾(KBH4)装入schlenk反应瓶中,用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱,再加入摩尔浓度为1.0 mol/L的二甲基硫醚硼烷(DMS·BH3)的1,4-二氧六环溶液,其中硼氢化钾与二甲基硫醚硼烷的投料摩尔比为1:5-1:16,于25-90 ℃反应12-36 h,过滤除去少量的不溶物,将滤液浓缩除去溶剂得到白色固体产物KB11H14。
进一步优选,所述硼氢化钾与二甲基硫醚硼烷的投料摩尔比优选为1:10,合成过程的反应温度优选为75 ℃,反应时间优选为24 h。
本发明所述硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法中的反应方程式为:
KBH4 + 10 DMS·BH3 = KB11H14 + 10 H2 + 10 DMS
本发明与现有技术相比具有以下优点和有益效果:本发明操作简单,低毒无害,安全可靠,成本低廉,适合规模化生产。
附图说明
图1是本发明实施例1合成的硼氢化合物钾盐KB11H14在氘代乙腈中的11B和11B{1H}液体核磁图,由图可知制得的目标产物为纯净的KB11H14。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明,但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例,凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。
实施例1
所有操作均在氮气气氛下进行。在手套箱中,向装有磁子的200 mL的schlenk反应瓶中加入0.54 g硼氢化钾,用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱;再加入50 mL摩尔浓度为1. 0 mol/L的DMS·BH3的1,4-二氧六环溶液,于90 ℃反应12 h;过滤除去少量不溶物,将滤液浓缩除去溶剂得到白色固体产物KB11H14,计算产率为43%,核磁检测其纯度接近100%。
实施例2
所有操作均在氮气气氛下进行。在手套箱中,向装有磁子的200 mL的schlenk反应瓶中加入0.54 g硼氢化钾,用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱;再加入100 mL摩尔浓度为1. 0 mol/L的DMS·BH3的1,4-二氧六环溶液,于75 ℃反应24 h;过滤除去少量不溶物,将滤液浓缩除去溶剂得到白色固体产物KB11H14,计算产率为92%,核磁检测其纯度接近100%。
实施例3
所有操作均在氮气气氛下进行。在手套箱中,向装有磁子的200 mL的schlenk反应瓶中加入0.54 g硼氢化钾,用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱;再加入120 mL摩尔浓度为1. 0 mol/L的DMS·BH3的1,4-二氧六环溶液,于55 ℃反应30 h;过滤除去少量不溶物,将滤液浓缩除去溶剂得到白色固体产物KB11H14,计算产率为81%,核磁检测其纯度接近100%。
实施例4
所有操作均在氮气气氛下进行。在手套箱中,向装有磁子的200 mL的schlenk反应瓶中加入0.54 g硼氢化钾,用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱;再加入160 mL摩尔浓度为1. 0 mol/L的DMS·BH3的1,4-二氧六环溶液,于25 ℃反应36 h;过滤除去少量不溶物,将滤液浓缩除去溶剂得到白色固体产物KB11H14,计算产率为26%,核磁检测其纯度接近100%。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点,本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明原理的范围下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (2)
1.一种硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法,其特征在于具体过程为:在无水无氧的条件下将硼氢化钾加入到反应容器中,再加入二甲基硫醚硼烷DMS·BH3的1,4-二氧六环溶液,于25-90 ℃搅拌反应制得目标产物硼氢化合物钾盐KB11H14;
合成过程的具体步骤为:在氮气手套箱中,将硼氢化钾KBH4装入schlenk反应瓶中,用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱,再加入摩尔浓度为1.0 mol/L的二甲基硫醚硼烷DMS·BH3的1,4-二氧六环溶液,其中硼氢化钾与二甲基硫醚硼烷的投料摩尔比为1:5-1:16,于25-90 ℃反应12-36 h,过滤除去少量的不溶物,将滤液浓缩除去溶剂得到白色固体产物KB11H14。
2.根据权利要求1所述的硼氢化合物钾盐KB11H14的合成方法,其特征在于:所述硼氢化钾与二甲基硫醚硼烷的投料摩尔比优选为1:10,合成过程的反应温度为75 ℃,反应时间为24 h。
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