乙硼烷

乙硼烷
IUPAC名 Diborane(6)
识别
CAS号	19287-45-7
RTECS	HQ9275000
性质
化学式	B2H6
摩尔质量	27.67 g·mol−1
外观	无色气体
密度	1.18 g/L (15 °C,气态)
熔点	−165 °C (108.15 K)
沸点	−92.5 °C (180.65 K)
溶解度（水）	反应
结构
配位几何	四面体 （硼）
分子构型	见内文
偶极矩	0 D
危险性
NFPA 704	4 4 3
闪点	可燃气体
自燃温度	38 °C
相关物质
相关硼化合物	癸硼烷-14 三氟化硼
若非注明，所有数据来自25 ℃，100 kPa。

乙硼烷是化学式为B₂H₆的无机化合物，是目前能分离出的最简单的硼烷。乙硼烷室温下为无色气体，可以与空气形成爆炸性混合物，并且在潮湿空气中自燃。有剧毒。

乙硼烷具有较高的化学活性，容易与各种无机分子和有机分子起反应。这不仅是因为乙硼烷生成热为正值（即所谓吸热化合物），还由于硼对氟、氧、氮、磷等电负性强的元素有很大的亲合力。

结构

乙硼烷分子具有D_2h点群。两个硼原子各用两个 sp² 杂化轨道与两个氢原子的 1s 轨道重叠形成 B-H σ键的同时，每个硼原子又用第三个 sp² 杂化轨道和余下的一个 p 轨道组合成两个轨道 Φ，分别位于平面上下。两个轨道分别与两个氢原子的 1s 轨道成两个垂直于平面的三中心两电子 BHB 键，正好用上余下的4个价电子。因此乙硼烷分子不能自由旋转。

合成

乙硼烷可通过以下方法合成：

• 用质子进行阳离子取代：

MnB + 3H⁺ → 1/2 B₂H₆ + Mn³⁺

• 用单质氢进行氢化：

BCl₃ + 3H₂ → 1/2 B₂H₆ + 3HCl

R₃B + 3H₂ → 1/2B₂H₆ + 3RH

• 用金属氢化物和复合氢化物进行H⁻取代：

2BF₃ + 6NaH → B₂H₆ + 6NaF

4BCl₃ + 3LiAlH₄ → 2B₂H₆ + 3LiAlCl₄

3LiBH₄ + (C₂H₅)₂O.BF₃ −(C₂H₅)₂O→ 2B₂H₆ + 3LiF + (C₂H₅)₂O（纯度90-95%）

3NaBH₄ + 4BF₃ −二甘醚→ 2B₂H₆ + 3NaBF₄

• 通过质子迁移或电解，从BH₄⁻离子中脱去H⁻：

KBH₄ + H⁺ −无水酸→ 1/2 B₂H₆ + K⁺ + H₂

LiBH₄ −电解→ Li + 1/2 B₂H₆ + 1/2 H₂

NaBH₄ + H₂PO₃F −真空→ 1/2 B₂H₆ + NaHPO₃F + H₂（产率79%）

• 高级硼烷热解：

B₄H₁₀ −△→ B₂H₆ + 高级硼烷和聚合物

B₄H₁₀ + B₅H₁₁ −△→ 2B₂H₆ + B₅H₉

• 通过配位使高级硼烷降解：

B₄H₁₀ + 2(CH₃)₂O → (CH₃)₂O.BH₃ + (CH₃)₂O.B₃H₇

(CH₃)₂O.BH₃ → 1/2 B₂H₆ + (CH₃)₂O

• 用硼氢化钠还原氯化亚汞：

2NaBH₄ + Hg₂Cl₂ −二甘醚→ B₂H₆ + H₂ + 2NaCl + 2Hg

反应

乙硼烷可进行的反应可大致分为以下几种：

• 加合反应：

乙硼烷是缺电子化合物，可以与许多配体形成单桥加合物，如C₅H₅N·B₂H₆等。这类加合物的通式为：

L → BH₂ … H … BH₂

• 取代反应：

乙硼烷分子中的端梢氢原子，可被一些有机基团取代形成各种各样的有机衍生物：

(6-n) B₂H₆ + 2n BR₃ ⇔ 6 B₂H_6-nR_n (n=1,2,3,4)

形成五、六取代物的同时往往伴随桥键的断裂而发生歧化反应。

卤代乙硼烷（氟除外）可通过B₂H₆与BX₃的平衡反应制取，溴代物也可通过乙硼烷直接溴代获得。

• 加成反应：

乙硼烷可与烯烃定量加成，产物是烷基硼：

3RCH=CH₂ + 1/2 B₂H₆ → (RCH₂CH₂)₃B

烷基硼在有机合成中具有重要用途。参见硼氢化反应等。

• 还原反应：

乙硼烷是亲电试剂，并且可将很多官能团还原，如将醛和酮还原为醇，腈还原成胺，肟还原成N-烷基羟胺，施夫碱还原为仲胺等。

乙硼烷与水反应生成硼酸和氢：

B₂H₆ + 6H₂O → 2B(OH)₃ + 6H₂

乙硼烷与氨在90 °C反应生成环硼氮烷：

3B₂H₆ + 6NH₃ → 2B₃N₃H₆ + 12H₂

用途

乙硼烷被用于火箭推进剂，也被用于制取半导体用高纯硼的原料。 还可与烯烃发生硼氢化反应制醇，这是制醇的重要方法。

参见

• 硼烷

扩展阅读

• H. C. Brown "Organic Synthesis via Boranes" John Wiley, New York, 1975. ISBN 0-471-11280-1.

外部链接

• 国际安全卡0432