CZ296047B6 - Process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecaborate - Google Patents

Process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecaborate Download PDF

Info

Publication number
CZ296047B6
CZ296047B6 CZ2004723A CZ2004723A CZ296047B6 CZ 296047 B6 CZ296047 B6 CZ 296047B6 CZ 2004723 A CZ2004723 A CZ 2004723A CZ 2004723 A CZ2004723 A CZ 2004723A CZ 296047 B6 CZ296047 B6 CZ 296047B6
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
dicarba
toluene
degradation
undecaborate
alkali salts
Prior art date
Application number
CZ2004723A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ2004723A3 (en
Inventor
Jaromír Doc. Ing. Csc. Plešek
Bohuslav Ing. Csc. Čásenský
Original Assignee
Katchem Spol. S R. O.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Katchem Spol. S R. O. filed Critical Katchem Spol. S R. O.
Priority to CZ2004723A priority Critical patent/CZ2004723A3/en
Publication of CZ296047B6 publication Critical patent/CZ296047B6/en
Publication of CZ2004723A3 publication Critical patent/CZ2004723A3/en

Links

Abstract

The present invention relates to a process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecarborate by degradation of 1,2-dicarba-closo-dodecarborate (o-carborate) at elevated temperature in alkaline medium wherein the preparation process is characterized in that the degradation of o-carborate is carried out at a temperature ranging from 50 to 90 degC in a heterogeneous mixture of 2 to 5 molar aqueous solution of lithium or sodium or potassium hydroxide and 8 to 16 percent by volume of heptane or toluene, in which there is dissolved 5 to 8 % percent by volume of piperidine, or diethylamine and/or primary amine having 3 or 4 carbon atoms.

Description

Vynález se týká způsobu výroby alkalických solí 7,8-dikarba-nido-undekaboratu odbouráním 1,2-dikarba-closo-dodekaboranu (o-karboranu) za zvýšené teploty v alkalickém prostředí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a process for the preparation of alkali salts of 7,8-dicarbabenido undecaborate by the decomposition of 1,2-dicarbbalanco-dodecaborane (o-carborane) at elevated temperature in an alkaline environment.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Sůl 7,8-dikarba-nido-undekaboratu 7,8-C2B9Hi2~ je výchozí látkou pro přípravu Cesium commo-3,3-cobalta-bis(l,2-dikarba-closo-dodekaboranu)atu (-1) [(C2B9H11)2CO] Cs (COSAN.Cs) a jeho derivátů, které tvoří základ perspektivních extrakčních činidel radionuklidů z vyhořelých palivových článků atomových reaktorů a je to současně velice verzatilní synton pro přípravu nesčetných biologicky zajímavých látek.The salt of 7,8-dicarbabenido-undecaborate 7,8-C 2 B 9 Hi 2 - is the starting material for the preparation of Cesium commo-3,3-cobalta-bis (1,2-dicarba-closo-dodecaborane) atu (- 1) [(C 2 B 9 H 11 ) 2 CO] Cs (COSAN.Cs) and its derivatives, which form the basis of prospective extraction agents of radionuclides from spent nuclear fuel elements and it is at the same time very versatile synton for the preparation of countless biologically interesting substances .

První syntézu 7,8-C2B9Hi2~ z 1,2-dikarba-closo-dodekaboranu C2Bi0Hi2 (o-karboranu) uskutečnili v bezvodém alkoholu Wiesboeck a Hawthome (Wiesboeck R.A., Hawthorne M.F.: J. Am. Chem. Soc. 1964, 86, 1642). V Ústavu Anatomické chemie AV ČR bylo později zjištěno, že reakce probíhá nejsnáze v methanolu a že reakční rychlost výrazně ovlivňuje přítomnost vody, až do úplného zastavení v 90% alkoholu. S hydroxidem draselným probíhá reakce asi 2krát rychleji než s hydroxidem sodným, který je naopak asi 2kráte účinnější, než hydroxid lithný. Reakce probíhá podle rovnice (1):The first synthesis of 7,8-C 2 B 9 H 12 - from 1,2-dicarbba-closo-dodecaborane C 2 Bi 0 Hi 2 (o-carborane) was carried out in Wiesboeck and Hawthome anhydrous alcohol (Wiesboeck RA, Hawthorne MF: J. Am. Chem. Soc., 1964, 86, 1642). In the Institute of Anatomical Chemistry of the ASCR it was later found that the reaction was most easily carried out in methanol and that the reaction rate significantly influenced the presence of water, until it was completely stopped in 90% alcohol. With potassium hydroxide the reaction proceeds about 2 times faster than with sodium hydroxide, which in turn is about 2 times more effective than lithium hydroxide. The reaction proceeds according to equation (1):

C2B10H12 + 2M0H CHiOH ». (C2B9H12 )M + MOBO + H2 (1)C 2 B 10 H 12 + 2MOH CH 2 OH ». (C 2 B 9 H 12 ) M + MOBO + H 2

Alternativní cestu představuje odbourání o-karboranu sekundárními aminy probíhající podle rovnice (2):An alternative route is the degradation of o-carboran by secondary amines according to equation (2):

C2B|0H12 +3R2NH benzen » (C2B9H12)H2NR2 + (R2N)2BH + H2 (2) (Zakharkin L.I. Kalinin V.N.: Tetrahedron Lett. 1965. 407). V tomto případě vzniká kašovitá směs pevných látek v benzenu. Následující solvolysou, např. ethanolem, se rozloží bis dialkylamino boran na vodík, ester kyseliny borité a uvolní se použitý dialkylamin. Účinné jsou i některé primární aminy a zejména hydrazin.C 2 B | 0 H 12 + 3 R 2 NH benzene (C 2 B 9 H 12 ) H 2 NR 2 + (R 2 N) 2 BH + H 2 (2) (Zakharkin LI Kalinin VN: Tetrahedron Lett. 1965, 407). In this case, a slurry of solids in benzene is formed. Subsequent solvolysis, e.g. with ethanol, decomposes the bis dialkylamino borane into hydrogen, the boronic ester and releases the dialkylamine used. Some primary amines and especially hydrazine are also effective.

Pro syntézu COSANů ve velkém však jsou oba postupy poměrné nevýhodné a drahé. V prvním případě se spotřebuje velké množství bezvodého alkoholu, v druhém je nezbytné převést primární amoniové soli na soli alkalické - a v obou případech je velký problém nejen odstranění všech pomocných rozpouštědel, ale i jejich prakticky ekonomicky nerealizovatelná regenerace a následné potíže s jejich likvidací.However, both processes are relatively disadvantageous and expensive for large-scale synthesis of COSANs. In the first case, a large amount of anhydrous alcohol is consumed, in the second case it is necessary to convert primary ammonium salts to alkaline salts - and in both cases there is a great problem not only of removing all cosolvents, but also their virtually economically impracticable recovery and subsequent disposal problems.

Obě tyto nevýhody odstraňuje nový způsob výroby provedený podle tohoto vynálezu.Both of these disadvantages are overcome by the new manufacturing method according to the invention.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předmětem vynálezu je způsob výroby alkalických solí 7,8-dikarba-nido-undekaboratu odbouráním 1,2-dikarba-closo-dodekaboranu (o-karboranu) za zvýšené teploty v alkalickémSUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a process for the production of alkali salts of 7,8-dicarbabenido-undecaborate by degradation of 1,2-dicarbbalancedododecaborane (o-carborane) at elevated temperature in alkaline

-1 CZ 296047 B6 prostředí spočívající podle vynálezu v tom, že odbourání o-karboranu se provede při teplotách 50 až 90 °C v heterogenní směsi 2 až 5molámího vodného roztoku hydroxidu lithného, nebo sodného a nebo draselného a 8 až 16% objemových heptanu nebo toluenu, ve kterém je rozpuštěno 5 až 8 % objemových piperidinu, nebo diethylaminu a nebo primárního aminu s 3 C nebo 4 C.The environment according to the invention is characterized in that the degradation of the o-carborane is carried out at temperatures of 50 to 90 ° C in a heterogeneous mixture of a 2 to 5 molar aqueous solution of lithium, sodium or potassium hydroxide and 8 to 16% by volume of heptane; toluene in which 5-8% by volume of piperidine or diethylamine and / or a primary amine with 3 C or 4 C is dissolved.

S výhodou lze použít jako primární amin n-butylamin rozpuštěný v toluenu.Preferably, n-butylamine dissolved in toluene can be used as the primary amine.

Příprava solí 7,8-dikarba-nido-undekaboratu podle vynálezu probíhá v organické vrstvě heterogenní směsi, zatímco alkalická vodná vrstva slouží k neustálé regeneraci aminu a převodu amoniové soli v sůl alkalickou. Reakce tak probíhá téměř konstantní rychlostí. Po skončení reakce obsahuje organická vrstva prakticky veškerý amin a stopy nezreagovaného o-karboranu, ale též žádné soli C2B9H12.M, která se z vodné vrstvy snadno extrahuje do roztoku aminu v toluenu. Proto je výhodné oddestilovat po reakci všechny pomocné látky při normálním tlaku jako azeotrop (teplota varu azeotropu toluen/voda je např. 85 °C a obsahuje 0,975 mol toluenu a 1,120 mol vody). Destilát se použije v následující šarži jako odbourávací médium. Zbylý alkalický vodný roztok se dá bez dalších úprav použít k další syntéze COSANu.The preparation of the salts of the 7,8-dicarbabenido-undecaborate according to the invention takes place in the organic layer of the heterogeneous mixture, while the alkaline aqueous layer serves to continuously regenerate the amine and convert the ammonium salt to the alkali salt. Thus, the reaction proceeds at an almost constant rate. Upon completion of the reaction, the organic layer contained virtually all the amine and traces of unreacted o-carboran, but also no C2B9H12M salts, which were easily extracted from the aqueous layer into a solution of the amine in toluene. Therefore, it is preferable to distill out all the auxiliaries at normal pressure as azeotrope after the reaction (the boiling point of the toluene / water azeotrope is e.g. 85 ° C and contains 0.975 mol of toluene and 1.120 mol of water). The distillate is used as the degradation medium in the following batch. The remaining alkaline aqueous solution can be used without further treatment to further synthesize COSAN.

To představuje výrazné zjednodušení technologie. Výhody lze shrnout do následujících bodů: a) není zapotřebí připravovat bezvodý alkohol, b) odpadá zdlouhavé vakuové oddestilování alkoholu, přidání vody a nové oddestilování, aby reakční směs neobsahovala zbytkový alkohol a odpadá jeho regenerace, c) kromě vody a alkalického hydroxidu nejsou potřebná žádná další rozpouštědla, až na malé množství heptanu nebo toluenu a příslušného aminu, která se však neustále recyklují, d) rychlost reakce se dá řídit volbou aminu a jeho počátečního množství, e) stejně snadno se připraví Li, Na nebo K sůl.This represents a significant simplification of the technology. The advantages can be summarized as follows: a) there is no need to prepare anhydrous alcohol, b) there is no lengthy vacuum distillation of alcohol, addition of water and new distillation, so that the reaction mixture does not contain residual alcohol and no regeneration thereof, c) no water is needed except water and alkaline hydroxide other solvents, except for a small amount of heptane or toluene and the corresponding amine, but which are constantly recycled; d) the rate of reaction can be controlled by the choice of the amine and its initial amount; e) the Li, Na or K salt is prepared as easily.

Tím se stává technologie výroby bezodpadová a ekologická. Tento postup výroby by měl být obecně použitelný pro všechny deriváty o-karboranu.This makes the production technology waste-free and environmentally friendly. This production process should generally be applicable to all o-carborane derivatives.

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Dále je vynález blíže osvětlen na příkladech provedení vynálezu.The invention is further illustrated by the following examples.

Příklad 1Example 1

Do 250ml baňky s kulatým dnem, opatřené magnetickým míchadlem, zpětným vodním chladičem a dávkovacím nástavcem se předloží 100 ml vody, ve které se rozpustí 17 g KOH (300 mmol), 10 ml toluenu s 5 ml piperidinu (50 mmol) a přidá se 14,5 g o-karboranu (100 mmol). Reakční směs se zahřívá za míchání na 90 °C po dobu 6 hodin (ukončení uvolňování vodíku). Bez vakua se oddestiluje toluen a piperidin s částí vody (cca 30 ml). Tento destilát je použitelný pro další operaci po doplnění vody na 100 ml a přidání nového o-karboranu a KOH. Produkt byl podle TLC čistý C2B9Hi2~ s výtěžkem min. 99%, stanoveno vážkově pomocí Ν(ΟΗ3)4 - soli srážené z odměřené části roztoku. Připravený roztok lze použít přímo k syntéze COSANu.In a 250 ml round bottom flask equipped with a magnetic stirrer, reflux condenser and dosing adapter was added 100 ml of water, in which 17 g of KOH (300 mmol), 10 ml of toluene and 5 ml of piperidine (50 mmol) were dissolved and 14 ml. 5 g of o-carborane (100 mmol). The reaction mixture was heated with stirring at 90 ° C for 6 hours (cessation of hydrogen evolution). Without vacuum, toluene and piperidine were distilled off with some water (ca. 30 ml). This distillate is useful for the next operation after making up to 100 ml with water and adding new o-carborane and KOH. The product was pure C 2 B 9 Hi 2 - by TLC in min. 99%, determined by gravity using Ν (ΟΗ 3 ) 4 - salt precipitated from the measured portion of the solution. The prepared solution can be used directly for the synthesis of COSAN.

Příklad 2Example 2

Do aparatury podle příkladu 1 se předloží 100 ml vody, ve které se rozpustí 12 g NaOH (300 mmol), 10 ml piperidinu (100 mmol) a 20 ml heptanu a přidá se 14,5 g o-karboranu (100 mmol). Reakce byla ukončena za 3 hodiny. Po oddestilování piperidinu, heptanu a cca 30 ml vody byl získán roztok produktu vhodný pro syntézu COSANu. Výtěžek reakce byl min. 99 %.The apparatus of Example 1 was charged with 100 mL of water in which 12 g of NaOH (300 mmol), 10 mL of piperidine (100 mmol) and 20 mL of heptane were dissolved and 14.5 g of o-carborane (100 mmol) were added. The reaction was complete in 3 hours. After distilling off piperidine, heptane and about 30 ml of water, a solution of the product suitable for the synthesis of COSAN was obtained. The reaction yield was min. 99%.

-2CZ 296047 B6-2GB 296047 B6

Příklad 3Example 3

Do aparatury podle příkladu 1 se předloží 100 ml vody, ve které se rozpustí 12 g NaOH (300 mmol), 15 ml n-butylaminu a 10 ml toluenu přidá se 14,5 g o-karboranu (100 mmol). Reakční směs byla míchána při 80 °C. Po 1 hodině nebyl nalezen v reakční směsi pomocí TLC o-karboran. Reakce byla ukončena po 2 hodinách. Bez vakua za míchání byl oddestilován azeotrop toluen/n-butylamin a destilace byla ukončena při dosažení 100 °C v parní fázi. Heterogenní destilát byl použit pro odbourání dalšího o-karboranu (po doplnění vody na 100 ml, přidání nových 12 g NaOH a 14,5 g o-karboranu), zatímco horký vodný roztok soli C2B9Hi2.Na po oddestilování azeotropu byl přímo použit pro syntézu COSAN.Na (výtěžek této celé 2 stupňové syntézy byl 82,5 %).To the apparatus of Example 1 was added 100 ml of water, in which 12 g of NaOH (300 mmol), 15 ml of n-butylamine and 10 ml of toluene were added, and 14.5 g of o-carborane (100 mmol) were added. The reaction mixture was stirred at 80 ° C. After 1 hour, o-carborane was not found in the reaction mixture by TLC. The reaction was complete after 2 hours. Without stirring under stirring, the toluene / n-butylamine azeotrope was distilled off and the distillation was terminated at 100 ° C in the vapor phase. The heterogeneous distillate was used to break down further o-carboran (after adding water to 100 ml, adding 12 g of NaOH and 14.5 g of o-carboran), while the hot aqueous solution of C 2 B9Hi 2 salt was used directly after distilling the azeotrope. for the synthesis of COSAN.Na (yield of this whole 2 step synthesis was 82.5%).

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Způsob podle vynálezu lze použít v chemickém průmyslu např. při přípravě extrakčních činidel radionuklidů a obecně všech sloučenin, pro které je anion nido-7,8-C2B9Hi2“ prekurzorem.The process according to the invention can be used in the chemical industry, for example, in the preparation of extraction agents for radionuclides and in general all compounds for which the anion nido-7,8-C 2 B 9 Hi 2 "precursor.

Claims (2)

1. Způsob výroby alkalických solí 7,8-dikarba-nido-undekaboratu odbouráním 1,2-dikarbacloso-dodekaboranu neboli o-karboranu za zvýšené teploty v alkalickém prostředí, vyznačující se tím, že odbourání o-karboranu se provede při teplotách 50 až 90 °C v heterogenní směsi 2 až 5molámího vodného roztoku hydroxidu lithného, nebo sodného a nebo draselného a 8 až 16 % objemových heptanu nebo toluenu, ve kterém je rozpuštěno 5 až 8 % objemových piperidinu, nebo diethylaminu a nebo primárního aminu s 3 C nebo 4 C.A process for the production of alkali salts of 7,8-dicarbabenido undecaborate by degradation of 1,2-dicarbacloso-dodecaborane or o-carborane at elevated temperature in an alkaline medium, characterized in that the degradation of o-carborane is carried out at temperatures of 50 to 90 ° C in a heterogeneous mixture of a 2 to 5 molar aqueous solution of lithium or sodium or potassium hydroxide and 8 to 16% vol. Of heptane or toluene in which 5 to 8% vol. Of piperidine or diethylamine or a primary amine with 3 C or 4 C. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že primární amin je n-butylamin rozpuštěný v toluenu.2. The process of claim 1 wherein the primary amine is n-butylamine dissolved in toluene.
CZ2004723A 2004-06-14 2004-06-14 Process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecaborate CZ2004723A3 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2004723A CZ2004723A3 (en) 2004-06-14 2004-06-14 Process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecaborate

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ2004723A CZ2004723A3 (en) 2004-06-14 2004-06-14 Process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecaborate

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ296047B6 true CZ296047B6 (en) 2005-12-14
CZ2004723A3 CZ2004723A3 (en) 2005-12-14

Family

ID=35458112

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ2004723A CZ2004723A3 (en) 2004-06-14 2004-06-14 Process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecaborate

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ2004723A3 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517439C1 (en) * 2013-02-11 2014-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГИИНХТЭОС) Method of producing alkylammonium 7,8(7,9)-dodecahydrodicarba-nido-undecarborates
RU2537404C1 (en) * 2013-11-26 2015-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) Method of obtaining of alkyl ammonium and alkyl guanidine 7,8(7,9)-dodeca hydro dicarbo nido undecaborates
RU2664328C1 (en) * 2017-09-21 2018-08-16 Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") Method of obtaining substituted and unsublicated 7,8-dodecahydrodicarbo-nido-undecaborates of alkaline metals using ultrasonic activation

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2517439C1 (en) * 2013-02-11 2014-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГИИНХТЭОС) Method of producing alkylammonium 7,8(7,9)-dodecahydrodicarba-nido-undecarborates
RU2537404C1 (en) * 2013-11-26 2015-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) Method of obtaining of alkyl ammonium and alkyl guanidine 7,8(7,9)-dodeca hydro dicarbo nido undecaborates
RU2664328C1 (en) * 2017-09-21 2018-08-16 Акционерное общество "Государственный Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (АО "ГНИИХТЭОС") Method of obtaining substituted and unsublicated 7,8-dodecahydrodicarbo-nido-undecaborates of alkaline metals using ultrasonic activation

Also Published As

Publication number Publication date
CZ2004723A3 (en) 2005-12-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20060286020A1 (en) Method for producing dodecahydrododecaborates
US7718154B2 (en) Process for producing boranes
MXPA99009255A (en) Process for covalently coupling organic compounds utilizing diboron derivatives
CS236873B2 (en) Processing of n-alkylnorskopine
US9453285B2 (en) Processes for preparing N-ethyl-2-methylpyridinium bromide and N-ethyl-3-methylpyridinium bromide
CZ296047B6 (en) Process for preparing alkali salts of 7,8-dicarba-nido-undecaborate
US1945183A (en) Manufacture of alkoxy derivatives of phosphorous acid chlorides
RU2454421C2 (en) Pyridine and borane complexes
US8367027B2 (en) Regeneration of ammonia borane from polyborazylene
US4510327A (en) Process for making alkali-metal tetraorganylborates
Crawford et al. Investigations into the nucleophilic meso-substitution of F-BODIPYs and improvements to the synthesis of 4, 4-difluoro-4-bora-3a, 4a-diaza-s-indacene.
US2520400A (en) Production of sulfenamides
US9834448B2 (en) Preparation of amine-boranes, including ammonia borane
US2927133A (en) Preparation of amine boranes
JP2015513562A (en) Reaction product of hydrazine derivative and carbon dioxide
US2993751A (en) Preparation of alkali metal derivatives of decaborane
EP1056751A1 (en) Boronic compounds
US20220396591A1 (en) Method for preparing alkenyl aminoboranes and their derivatives, and uses thereof
RU2221803C1 (en) Method for preparing tertiary-butylaminoborane
US3014059A (en) Preparation of dialkoxy boranes
CN114105796B (en) Synthesis method of stable isotope deuterium labeled isoleucine
CN107033032A (en) A kind of nitrogenous cup [4] arene derivatives and preparation method thereof
Brauer et al. Fluorine effects in organoboranes; formation of cyanoalkyl-bis (trifluoromethyl)-organoborates
CN109071568A (en) The preparation of difluoro chelating borate
Choudhary Development of Amine-Boranes And Derivatives For Reductive Amination. pdf

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20090614