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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