PL126227B2 - Method of manufacture of diborane - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dwuboroszesciowodoru o wzorze chemi¬ cznym B2H6. Zwiazek ten jest wykorzystywany jako podstawowy skladnik do produkcji borowo- dorów o ogólnych wzorach BnHn+4 i BnHn+6, w których n oznacza liczby calkowite wieksze lub równe 2. Wyzsze borowodory otrzymane z dwuboroszesciowodoru, a w szczególnosci zwiazek o wzorze B5H9, znalazl zastosowanie jako komponent wysokoenergetycznychpaliw rakietowych, natomiast zwiazek o wzorze BioHu stosuje sie jako surowiec do produkcji dwukarbododekaboranu tzw. „karboranu". Na bazie karboranów otrzymano najlepsze ze wszystkich dotychczas znanych two¬ rzyw sztucznych tzw. polikarborany. Dwuboroszesciowodór znalazl zastosowanie jako reagent w nowoczesnej syntezie organicznej do produkcji alkoholi, aldehydów, ketonów, cisolefin trójalkilo- borów i cyklicznych polaczen boroorganicznych.Znanych jest wiele sposobów wytwarzania dwuboroszesciowodoru. Z J. Am. Chem. Soc. 1959, 81, str. 61-67 znany jest sposób, który polega na reakcji borowodorku sodowego z kwasem siarkowym. W wyniku takiej reakcji oprócz dwuboroszesciowodoru powstaje dwutlenek siarki w ilosci do 20%, który zanieczyszcza produkt glówny. Wedlug Ch. Ind. 1961, str. 1911 sposób wytwarzania dwuboroszesciowodoru polega na reakcji borowodorku sodowego z kwasem metanosulfonowym.Celem wynalazku jest opracowanie takiego sposobu wytwarzania dwuboroszesciowodoru, który zapewnilby duza czystosc i wysoka wydajnosc dwuboroszesciowodoru.Sposób wytwarzania dwuboroszesciowodoru o wzorze B2H6, wedlug wynalazku polega na tym, ze suchy borowodorek litowy o wzorze UBH4 lub jego zawiesine w rozpuszczalniku organi¬ cznym takim jak eter dwu-n-butylowy lub diglim, podaje sie reakcji z kwasem octowym, chlorooc¬ towym, dwuchlorooctowym, trójchlorooctowym, trójfluorooctowym, stearynowym, benzoeso¬ wym, salicylowym, fenolem, a-naftolem, /3-naftolem, o-krezolem, p-krezolem, rezorcyna lub pirogalolem, ewentualnie w roztworze eteru dwu-n-butylowego jako rozpuszczalnika, w czasie od 10 min do kilku godzin w temperaturze wzrastajacej od -10°C do +140°C w atmosferze suchego gazu obojetnego jak azot lub argon, a wydzielajace sie gazy, tojest dwuboroszesciowodór i wodór, chlodzi sie cieklym azotem w celu wydzielenia czystego dwuboroszesciowodoru. Reagenty stosuje sie w ilosciach równomolowych. Wszystkie wymienione wyzej substraty, które poddaje sie reakcji z2 126 227 borowodorkiem, maja charakter kwasowy. Szczególnie korzystnie przebiega reakcja z udzialem kwasu octowego lub /3-naftolu w srodowisku eteru.Przedmiot wynalazku jest blizej wyjasniony w przykladach wykonania, które jednakze nie ograniczaja jego zakresu stosowania.Przyklad I. Do suchego i odtlenionego reaktora wprowadzono 0,582g (0,0267 mola) borowodorku litowego, a nastepnie dodano 5 g eteru dwu-n-butylowego. Mieszanine ochlodzono do temperatury -10°C, po czym w ciagu 3 godzin wprowadzano w atmosferze azotu 1,602 g (0,0267 mola) kwasu octowego rozpuszczonego w 6,4g eteru dwu-n-butylowego. Reakcja przebiegala egzotermicznie [temperatura reakcji w miare jej postepu wzrastala od -10°Cdo 140°C. Wydziela¬ jace sie gazy, tj. dwuboroszesciowodór i wodór, chlodzono cieklym azotem w celu wydzielenia dwuboroszesciowodoru. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowodoru wynosila 254,5 cm3, co stanowi 85% wydajnosci teoretycznej.Przyklad II. Postepowano tak, jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 2,521 g (0,0267 mola) kwasu chlorooctowego rozpuszczonego w 10,08 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowo¬ doru wynosila 267,5 cm3, co stanowi 92,5% wydajnosci teoretycznej.Przyklad III. Postepowano tak, jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 3,4403 g (0,0267 mola) kwasu dwuchloroocto- wego rozpuszczonego w 13,76 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszescio¬ wodoru wynosila 239 cm3, co stanowi 80% wydajnosci teoretycznej.Przyklad IV. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie i jak w przykladzie I dodano 4,359 g (0,0267 mola) kwasu trójchlorooctowego rozpuszczonego w 17,43 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowodoru wynosila 254 cm3, co stanowi 85% wydajnosci teoretycznej.Przyklad V. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 2,563 g (0,0267 mola) kwasu trójfluorooctowego rozpuszczonego w 10,24 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowodoru wynosila 255,5 cm3 co stanowi 85,5% wydajnosci teoretycznej.Pr zy klad VI. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 7,583 g (0,0267 mola) kwasu stearynowego rozpuszczonego w 30,33 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwubo¬ roszesciowodoru wynosila 227,5 cm3, co stanowi 76% wydajnosci teoretycznej.Przyklad VII. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 3,260 g (0,0267 mola) kwasu benzoesowego rozpuszczonego w 13,04 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwubo¬ roszesciowodoru wynosila 178,5 cm3, co stanowi 59,5% wydajnosci teoretycznej.Przyklad VIII. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 3,688 g (0,0267 mola) kwasu salicylowego rozpuszczonego w 14,75 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboro¬ szesciowodoru wynosila 268,5 cm3, co stanowi 90% wydajnosci teoretycznej.Przyklad IX. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 2,51 Ig (0,0267 mola) fenolu rozpuszczonego w 10,04g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowo¬ doru wynosila 131,5 cm3, co stanowi 44% wydajnosci teoretycznej.Przyklad X. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 3,849 g (0,0267 mola) a-naftolu rozpuszczonego w 15,40 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowo¬ doru wynosila 159,5 cm3, co stanowi 52% wydajnosci teoretycznej.Przyklad XI. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 3,849 g (0,0267 mola) ^-naftolu rozpuszczonego w 15,40 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowo¬ doru wynosila 239 cm3, co stanowi 80% wydajnosci teoretycznej.Przyklad XII. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 2,887 g (0,0267 mola) o-krezolu126 227 3 rozpuszczonego w ll,55g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowo- doru wynosila 183 cm3, co stanowi 61,5% wydajnosci teoretycznej.Przyklad XIII. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 2,887 g (0,0267 mola) o-krezolu rozpuszczonego w 11,55 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowo- doru wynosila 132,5 cm3, co stanowi 44,5% wydajnosci teoretycznej.Przyklad XIV. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano l,470g (0,01335 mola) rezorcyny rozpuszczonej w 5,88 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowodoru wynosila 64cm3, co stanowi 21,5% wydajnosci teoretycznej.Przyklad XV. Postepowano analogicznie jak w przykladzie I z tym, ze do przygotowanej zawiesiny o takim samym skladzie jak w przykladzie I dodano 1,121 g (0,0089 mola) pirogalolu rozpuszczonego w 4,48 g eteru dwu-n-butylowego. Objetosc otrzymanego dwuboroszesciowodoru wynosila 190 cm3, co stanowi 64% wydajnosci teoretycznej.Przyklad XVI. Do suchego i odtlenionego reaktora wprowadzono 0,582 g (0,0267 mola) suchego borowodorku litowego, który schlodzono do temperatury -50°C. Nastepnie w atmosferze azotu dodawano niewielkimi porcjami czysty kwas octowy w ilosci 1,602 g (0,0267 mola) w czasie 1,5 godziny, az do podniesienia sie temperatury do +90°C. Wydzielajace sie gazy, tj. dwuboroszes- ciowodór i wodór, chlodzono cieklym azotem w celu wydzielenia dwuboroszesciowodoru. Otrzy¬ mano 251 cm3, co stanowi 84% wydajnosci teoretycznej.Przyklad XVII. Do suchego i odtlenionego reaktora zawierajacego 15 ml diglimu wprowa¬ dzono 0,582 g (0,0267 mola) borowodorku litowego, po czym uklad schlodzono do temperatury -10°C. Nastepnie w ciagu 3 godzin w atmosferze azotu, wprowadzono 10,7 g roztworu 1,602 g (0,0267 mola) kwasu octowego w diglimie. Temperatura reakcji wzrosla od -10°C do +90°C.Dwuboroszesciowodór wydzielono jak w przykladzie I. Otrzymano 270 cm3 dwuboroszesciowo¬ doru, co stanowi 90% wydajnosci teoretycznej.Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania dwuboroszesciowodoru o wzorze B2H6 polegajacy na reakcji borowo¬ dorku ze zwiazkiem o charakterze kwasu, znamienny tym, ze suchy borowodorek litowy o wzorze LiBH4 lub jego zawiesine w rozpuszczalniku organicznym takim jak eter dwu-n-butylowy lub diglim, poddaje sie reakcji z kwasem octowym, chlorooctowym, dwuchlorooctowym, trójchlo- tooctowym, trójfluorooctowym, stearynowym, benzoesowym, salicylowym, fenolem, a-naftolem, ./3-naftolem, o-krezolem, p-krezolem, rezorcyna i pirogalolem w roztworze eteru dwu-n- butylowego jako rozpuszczalnika w czasie od 10 min do 6 godzin, w temperaturze od -10°C do 140°C, w atmosferze suchego gazu obojetnego, takiego jak azot lub argon, po czym schladza sie cieklym azotem otrzymana mieszanine dwuboroszesciowodoru i wodoru w celu wydzielenia czystego dwuboroszesciowodoru. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób wytwarzania dwuboroszesciowodoru o wzorze B2H6 polegajacy na reakcji borowo¬ dorku ze zwiazkiem o charakterze kwasu, znamienny tym, ze suchy borowodorek litowy o wzorze LiBH4 lub jego zawiesine w rozpuszczalniku organicznym takim jak eter dwu-n-butylowy lub diglim, poddaje sie reakcji z kwasem octowym, chlorooctowym, dwuchlorooctowym, trójchlo- tooctowym, trójfluorooctowym, stearynowym, benzoesowym, salicylowym, fenolem, a-naftolem, ./3-naftolem, o-krezolem, p-krezolem, rezorcyna i pirogalolem w roztworze eteru dwu-n- butylowego jako rozpuszczalnika w czasie od 10 min do 6 godzin, w temperaturze od -10°C do 140°C, w atmosferze suchego gazu obojetnego, takiego jak azot lub argon, po czym schladza sie cieklym azotem otrzymana mieszanine dwuboroszesciowodoru i wodoru w celu wydzielenia czystego dwuboroszesciowodoru. PL