[其他]八氫三硼酸銨的復(fù)分解反應(yīng)制備方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 101985000000255
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100255B
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙德杰;單自興;鄧延偉;彭正合
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 代理公司: 武漢大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 劉承德

本發(fā)明描述一種通過八氫三硼酸四甲基銨和碘化銨在液氨或液氨－甲醇中復(fù)分解反應(yīng)制取固體八氫三硼酸銨的方法。該方法不僅避免使用高毒、昂貴的戊硼烷－［９］和較稀有的鉈鹽作原料而且具有反應(yīng)迅速、設(shè)備簡單、操作簡便，產(chǎn)物純度高等優(yōu)點。八氫三硼酸銨可用作氫源、氣體發(fā)生劑、還原劑和固體推進(jìn)劑的組份。

本發(fā)明屬于硼氫化合物的制備方法。

本發(fā)明是關(guān)于多氫多硼酸銨的制備，特別是富氫硼氮氫化合物八氫三硼酸銨的制備新方法。

八氫三硼酸銨NH₄B₃H₅，一種白色固體;由于其具有正的生成·熱·成氣性好等優(yōu)點，作為高能固體推進(jìn)劑的組份引起了人們的注意。這種化合物由于含氫量高，可望用作氫源和氣體發(fā)生劑，并且它可用作制備其他硼氫化物的中間體。

為此，人們試圖通過多種方法合成這種化合物。G·Kodama等利用八氫三硼酸鈉和氯化銨在乙醚中反應(yīng)制取八氫三硼酸銨未能成功;Eberhard Amberger等利用貴重的八氫三硼酸鉈與碘化銨反應(yīng)僅制得八氫三硼酸銨的水溶液，在試圖獲得八氫三硼酸銨固體的處理過程中劇烈分解甚而發(fā)生爆炸。美國專利U·S·3313603和3564561曾揭示了由戊硼烷-〔9〕制備固體八氫三硼酸銨的方法。人們知道，戊硼烷-〔9〕主要由乙硼烷的熱裂化反應(yīng)制得，這一過程中產(chǎn)物復(fù)雜，需用高真空技術(shù)進(jìn)行分離純化，戊硼烷-〔9〕收率低;加之，制取戊硼烷-〔9〕的原料乙硼烷和戊硼烷-〔9〕本身都是低沸點的劇毒物質(zhì)，制備及處理過程都需要在無水、無氧及惰性氣體保護(hù)條件下進(jìn)行、設(shè)備要求條件高;從經(jīng)濟角度考慮，由戊硼烷-〔9〕降解制取八氫三硼酸銨也不合理，在降解過程中，有百分之四十的硼轉(zhuǎn)化為付產(chǎn)物硼酸和硼酸酯，硼的有效利用率太低。本發(fā)明力圖避免使用高毒、昂貴的戊硼烷-〔9〕和較稀有的鉈鹽作原料，而從最普通的季銨鹽出發(fā)，制備出八氫三硼酸銨固體物質(zhì)。

因此，本發(fā)明的目的是提供一種制備固體八氫三硼酸銨的簡便而又經(jīng)濟的方法。按照這種方法，在常規(guī)的合成實驗室中即可制取這種化合物。它既不需要采用深冷技術(shù)，也不需要采用高真空分離技術(shù)。這種方法操作簡便、安全、反應(yīng)迅速、設(shè)備簡單，只需在一個反應(yīng)瓶中進(jìn)行反應(yīng)，易于處理，且能制得高純度的預(yù)期產(chǎn)物，硼的利用率達(dá)百分之百。

本發(fā)明是采用八氫三硼酸四烷基銨鹽與鹵化銨在適宜介質(zhì)中進(jìn)行復(fù)分解反應(yīng)完成的。其中，八氫三硼酸四烷基銨選用八氫三硼酸四甲基銨，這種物質(zhì)易于由已知的方法進(jìn)行制備與純化且八氫三硼酸四甲基銨為無色穩(wěn)定晶體，具有易于貯放和低毒等優(yōu)點;鹵化銨選用碘化銨;復(fù)分解反應(yīng)選用液氨或液氨-甲醇作為反應(yīng)介質(zhì)，在制備八氫三硼酸銨的過程中，所有環(huán)節(jié)必須保持無水、無氧的惰性氣氛，所用儀器必須在脫氧干燥氮氣流中干燥，所有試劑必須在用前進(jìn)行脫水處理。

制備八氫三硼酸銨的程序可簡述于下：將八氫三硼酸四甲基銨加入預(yù)先干燥過的反應(yīng)瓶中，瓶外設(shè)置于冰-乙醇浴，導(dǎo)入無水氨氣，氨在反應(yīng)瓶中冷卻下來，隨著液氨體積的增加，硼氫化物漸漸溶解，在攪拌下加入化學(xué)計量的碘化銨，在碘化銨溶解的同時與八氫三硼酸四甲基銨反應(yīng)生成八氫三硼酸銨，沉淀出四甲基碘化銨付產(chǎn)物，濾出八氫三硼酸銨的液氨溶液，使氨蒸發(fā)，干燥，用干燥乙腈提取殘余物，提取液中加入二氯甲烷，使八氫三硼酸銨由反應(yīng)體系中離析出來。

復(fù)分解法制取八氫三硼酸銨的反應(yīng)式為：

（CH₃）₄NB₃H₈+NH₄XNH₄B₃H₈+（CH₃）₄NX