硼烷氨

化合物

硼烷氨是一個化合物,分子式為H3NBH3。硼烷氨是最基本的-化合物,因為氫經濟的發展,硼烷氨因其穩定的儲氫能力引起人們的關注。

硼烷氨
IUPAC名
Ammonia borane
硼烷氨
英文名 Ammonia borane
識別
CAS號 13774-81-7  checkY
ChemSpider 371215
SMILES
 
  • [NH3+][BH3-]
性質
化學式 H6NB
摩爾質量 30.86534 g·mol⁻¹
外觀 無色蠟狀固體
密度 0.780 g/cm3
熔點 104 ℃
沸點 分解
溶解性 易溶
結構
晶體結構 14mm(四方)>200K
配位幾何 類似於乙烷
危險性
安全術語 S:S14S15S26S36/37/39
主要危害 易燃
相關物質
相關化學品 NaBH4B3N3H6BH3C2H6
若非註明,所有數據均出自標準狀態(25 ℃,100 kPa)下。

合成

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因為乙硼烷反應通常生成二氨鹽[H2B(NH3)2]+·[BH4],所以,硼烷氨的製作方法一般是用一個甲硼烷的加合物和氨反應,如下所示:[1]

BH3(THF) + NH3 → BH3NH3 + THF

硼烷氨的另一個合成方法在2007年取得了專利,[2]如下圖所示:

 

結構與性質

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硼烷氨的結構可以被看做是氮和硼的氫化物,但就性質上來說,硼上的氫比較顯鹼性,而氮上的氫有一定的酸性。在標準狀況下,硼烷氨是一個固體。硼烷氨也是乙烷的等電子體,結構與乙烷類似,不過顯而易見的是,它與乙烷在性質上的相似度很低,因為硼烷氨是固體而乙烷是氣體(沸點:-181℃,相差284℃)。學界已經就這個顯著的差別討論了很多年。

 

B-N的鍵長是1.58(2)Å,B-H和N-H的鍵長分別是1.15和0.96Å。

硼烷氨的固體結構顯示NH和BH中心有着很強的相互作用。[3][4]

最初對於硼烷氨的晶體學分析把B和N的相對位置弄反了,直到應用可以更精確定位氫原子的中子繞射技術,才得到最新的結構。

應用

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氫經濟中,硼烷氨可以作為機動車使用的備選氫來源或氫儲存的材料,因為當加熱硼烷氨時,它首先會聚合成(NH2BH2)n,如果繼續加熱,再繼續聚合成(NHBH)n[5]

有機合成中,硼烷氨被用作一個在空氣中穩定的乙硼烷的衍生物

參考文獻

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  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. , 編, Molecules in Natural Science and Medicine, Chichester, England: E. Horwood, 1992 
  5. ^ "Hydrogen gets on board頁面存檔備份,存於互聯網檔案館)", Maciej Gutowski and Tom Autrey, Royal Society of Chemistry