M₂B₁₂H₁₂的合成的製作方法

2023-04-26 11:44:51 2

專利名稱：M2B12H12的合成的製作方法
技術領域：
本發明涉及由鹼金屬硼氫化物和胺合硼烷製備128121112的方法，其中M是鹼金屬。 所述方法包括使鹼金屬硼氫化物與過量的胺合硼烷在與絡合劑接觸的條件下反應，所述絡 合劑選自(i)環狀化合物，其包含9-20個環原子，其中至少三個環原子是0，N，S或其組合 的雜原子；以及(ii)無環化合物，其包含至少四個除了氫原子以外的原子，其中至少兩個 是雜原子，所述雜原子為0， N， S或其組合，所述雜原子被兩個或者三個碳原子隔開。
具體實施方式

除非另外說明，在本文中，所有的百分數都是重量百分數，溫度的單位都是t:。以
百萬分之份數表示的量(卯m)是以重量/體積為基準計的。"烷基"是包含1-20個碳原子的飽和烴基，可以是直鏈、支鏈或環狀的。在本發明 的一些實施方式中，烷基是直鏈或者支鏈的，或者是直鏈的。在一些實施方式中，烷基包含 1-6個碳原子，或者包含1-4個碳原子。 以下化學方程式顯示了鹼金屬硼氫化物與胺合硼烷的反應，其中M是鈉，胺合硼 烷是三乙基胺硼烷 2NaBH4+過量的NEt3BH3 — 50-79 % Na2B12H12+5_10 % Na2B6H6+5_35 % Na2B10H10+l-50 % NaB12Hn—x (NEt3) x+10NEt3+13H2 本發明的方法將所需產物M2B^H^的量增至最大，將競爭的硼氫化物的形成減至最 小。 一般來說，胺合硼烷寫作R3NBH3，其中R可以表示相同或不同的烷基和/或氫，前提是至
少存在兩個烷基。較佳的是，所述烷基是Q-c;無環烷基，或者是甲基或乙基。較佳的是，R
不表示氫，胺是三烷基胺。較佳的是，M是鈉或鉀。 在本發明的一些實施方式中，所述絡合劑是至少一種包含具有9-20個環原子的 環的化合物。所述環是含碳的環，還包含至少三個選自O，N，S及其組合的雜原子。在本發 明的一些實施方式中，形成環的原子包括碳以及選自O，N，S及其組合的雜原子。在本發明 的一些實施方式中，環通過共價鍵與聚合物鏈相連，即聚合物鏈是一個或多個環原子上的 取代基。在一些實施方式中，聚合物環結合物會從水溶液或酸性溶液中沉澱出來，使其可以 與反應產物分離。在本發明的一些實施方式中，所述絡合劑環可包括作為另一個環的部分的原子，例如絡合劑環可以包括一個或多個式(I)的單元
(I) 其中X表示0， S或NH;或者包含至少兩個單元，或者包含不多於四個單元。在此 情況下，以儘可能少地使用來自包括的環的原子的這樣一種方式將包括的環中的原子當作 較大的絡合劑環中的原子，因此在式(I)所示的情況，為了確定環是否具有9-20個原子，以 及確定環中雜原子的總數，X及其兩個相鄰的碳原子看作是絡合劑環的部分。在本發明的一 些實施方式中，所述絡合劑環包含2-6個式-(CH^iyo-所示的單元，其中X表示0， S或者 NH，或者包含3-6個所述單元，或者4-6個，或者5或6個。在本發明的一些實施方式中，環 中可以存在2-4個包含芳環的單元，例如包含兩個來自芳環的碳原子的單元，如式(II)的
單元
以及包含四個來自芳環的碳原子的單元，如式(III)的單元。
X——
(III) 在一些情況下，式(II)的單元源自鄰苯二酚或者1，2-苯二胺。在本發明的一些 實施方式中，芳基與絡合劑環相連，例如環包含至少一個式_ (CHZCH2X)-所示的單元，其中 Z是包含至少一個芳環的C6_C16取代基，或者包含至少兩個所述單元、或者不大於6個所述 單元，或者不大於5個單元，或者不大於4個單元。在本發明的一些實施方式中，Z是苄氧 基，烷基或烷氧基取代的苄氧基，或者萘氧基。取代基還可以位於苄氧基和_ (CHZCH2X)-單 元之間，例如一個或多個乙烯氧單元或乙烯亞胺單元。可包括上述各種結構單元的任何組 合。在本發明的一些實施方式中，所述雜原子選自0， N及其組合。在本發明的一些實施方 式中，所述環包含至少12個環原子，或者至少15個環原子，或者不大於18個環原子。在本 發明的一些實施方式中，所述環包含至少4個雜原子，或者至少5個雜原子。較佳的是，所 述雜原子是氧。特別優選的環狀絡合劑是18-冠醚-6，其中M = K，以及15-冠醚-5，其中 M = Na。這些絡合劑分別包含6個和5個下式所示的單元
_(CH2CH20)-。 在本發明的一些實施方式中，所述絡合劑是包含至少四個除了氫原子以外的原子 的無環化合物，所述除了氫原子以外的原子中的至少兩個原子是選自O，N，S及其組合的雜原子，所述雜原子被兩個或三個碳原子隔開，即存在x-c-c-x或x-c-c-c-x單元結構，使得
每個雜原子與各自最接近的相鄰的雜原子被兩個或三個碳原子隔開。所述無環化合物是含 碳化合物，其還包含特定數量和種類的雜原子。這些化合物的例子是乙二醇和乙二胺的衍 生物。這些化合物的低聚物，包括二甘醇、三甘醇、四甘醇和五甘醇，甘醇二甲醚以及其它二 烷基二醇醚，二亞乙基三胺，三亞乙基四胺，四亞乙基五胺，聚乙二醇和聚乙烯亞胺也是適 用的。另外，其中雜原子是醯胺或硫代醯胺基團的部分的化合物也是適用的，例如蛋白質。 在本發明的一些實施方式中，所述絡合劑是丙烯酸類化合物，其包含至少七個原子，其中至
少三個原子是0， N， S或其組合；或者包含至少十個原子，其中至少四個是0， N， S或其組合。 在本發明的一些實施方式中，所述絡合劑是無環化合物，其包含僅選自0、 N及其組合的雜 原子。 所述絡合劑可以是環狀化合物和無環化合物的組合。 在本發明的一些實施方式中，使用絡合劑與鈉離子或鉀離子的絡合物在25t:下測
得的形成常數的對數值(底為10)至少為l，或者至少為2，或者至少為3。 在本發明的一些實施方式中，所述絡合劑的量為鹼金屬硼氫化物的O. 1_10%，或
者O. 5_7%，或者1-5%。 較佳的是，反應在以下溫度範圍發生50-200°C ，或者至少75°C ，或者至少90°C ， 或者不高於17(TC，或者不高於15(TC，或者不高於14(TC，或者不高於120°C。
權利要求
一種由鹼金屬硼氫化物和胺合硼烷製備M2B12H12的方法，其中M是鹼金屬，所述方法包括使鹼金屬硼氫化物和過量的胺合硼烷在與絡合劑接觸的條件下反應，所述絡合劑選自(i)環狀化合物，其包含9-20個環原子，其中至少三個環原子是選自O，N，S或其組合的雜原子；以及(ii)無環化合物，其包含至少四個除了氫原子以外的原子，其中至少兩個是雜原子，所述雜原子為O，N，S或其組合，所述雜原子被兩個或者三個碳原子隔開。
2. 如權利要求l所述的方法，其中，所述M是鈉或鉀。
3. 如權利要求2所述的方法，其中，所述絡合劑是包含12-20個環原子、至少四個環原 子是0， N或其組合的雜原子的環狀化合物。
4. 如權利要求3所述的方法，其中，所述環狀化合物包含2-6個式-(CH2CH2X)-的單元， 式中X表示O， S或NH。
5. 如權利要求4所述的方法，其中，所述環狀化合物包含15-18個環原子。
6. 如權利要求5所述的方法，其中，X是0。
7. 如權利要求2所述的方法，其中，所述絡合劑是具有以下特徵的無環化合物該無環 化合物包含至少7個除氫原子以外的原子，其中至少三個所述除氫原子以外的原子是0，N， S或其組合的雜原子。
8. 如權利要求7所述的方法，其中，各個雜原子與各自最接近的相鄰的雜原子被兩個 碳原子隔開。
9. 如權利要求8所述的方法，其中，所述雜原子選自O，N及其組合。
10. 如權利要求9所述的方法，其中，所述絡合劑包含至少十個除氫原子以外的原子， 所述除氫原子以外的原子中的至少四個是O，N或其組合的雜原子。
全文摘要
一種由鹼金屬硼氫化物和胺合硼烷製備M2B12H12的方法，其中M是鹼金屬。該方法包括使鹼金屬硼氫化物和過量的胺合硼烷在與絡合劑接觸的條件下反應的步驟。
文檔編號C01B6/21GK101792122SQ20101000357
公開日2010年8月4日 申請日期2010年1月8日 優先權日2009年1月9日
發明者A·R·卡託拉諾, C·I·泰西, J·H·亞瑪莫託, S·V·伊萬諾夫 申請人:羅門哈斯公司