硼烷氨

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硼烷氨
IUPAC名
Ammonia borane
硼烷氨
英文名 Ammonia borane
识别
CAS号 13774-81-7
SMILES
性质
化学式 H6NB
摩尔质量 30.86534 g·mol⁻¹
外观 无色蜡状固体
密度 0.780 g/cm3
熔点 104 ℃
沸点 分解
溶解性 易溶
结构
晶体结构 14mm(四方)>200K
配位几何 类似于乙烷
危险性
安全术语 S:S14S15S26S36/37/39
主要危害 易燃
相关物质
相关化学品 NaBH4B3N3H6BH3C2H6
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

硼烷氨是一个化合物,分子式为H3NBH3。硼烷氨是最基本的-化合物,因为氢经济的发展,硼烷氨因其稳定的储氢能力引起人们的关注。

合成[编辑]

因为乙硼烷反应通常生成二氨盐[H2B(NH3)2]+·[BH4],所以,硼烷氨的制作方法一般是用一个甲硼烷的加合物和氨反应,如下所示:[1]

BH3(THF) + NH3 → BH3NH3 + THF

硼烷氨的另一个合成方法在2007年取得了专利,[2]如下图所示:

硼烷氨合成方法专利

结构与性质[编辑]

硼烷氨的结构可以被看做是氮和硼的氢化物,但就性质上来说,硼上的氢比较显碱性,而氮上的氢有一定的酸性。在标准状况下,硼烷氨是一个固体。硼烷氨也是乙烷的等电子体,结构与乙烷类似,不过显而易见的是,它与乙烷在性质上的相似度很低,因为硼烷氨是固体而乙烷是气体(沸点:-181℃,相差284℃)。学界已经就这个显著的差别讨论了很多年。

硼烷氨的共振结构

B-N的键长是1.58(2)Å,B-H和N-H的键长分别是1.15和0.96Å。

硼烷氨的固体结构显示NH和BH中心有着很强的相互作用。[3][4]

最初对于硼烷氨的晶体学分析把B和N的相对位置弄反了,直到应用可以更精确定位氢原子的中子衍射技术,才得到最新的结构。

应用[编辑]

氢经济中,硼烷氨可以作为机动车使用的备选氢来源或氢储存的材料,因为当加热硼烷氨时,它首先会聚合成(NH2BH2)n,如果继续加热,再继续聚合成(NHBH)n[5]

有机合成中,硼烷氨被用作一个在空气中稳定的乙硼烷的衍生物

参考文献[编辑]

  1. ^ Shore, S.G.; Boeddeker, K.W. Large Scale Synthesis of H2B(NH3)2+BH4 and H3NBH3. Inorganic Chemistry. 1964, 3: pp. 914–15. doi:10.1021/ic50016a038. 
  2. ^ WO 2007120511,2007
  3. ^ Klooster, W.T.; Koetzle, T. F.; Siegbahn, P. E. M.; Richardson, T. B.; Crabtree, R. H., Study of the N-H...H-B Dihydrogen Bond Including the Crystal Structure of BH3NH3 by Neutron Diffraction, Journal of the American Chemical Society, 1999, 121: pp. 6337–6343, doi:10.1021/ja9825332 
  4. ^ Boese, R; Niederprüm, N.; Bläser, D., Maksic, Z.B., Eckert-Masic, M., 编, Molecules in Natural Science and Medicine, Chichester, England: E. Horwood, 1992 
  5. ^ "Hydrogen gets on board", Maciej Gutowski and Tom Autrey, Royal Society of Chemistry