Tetrametylodiboran
|
|
| Nazwy | |
|---|---|
|
nazwa IUPAC
Tetrametylodiboran(6)
|
|
| Inne nazwy Dimer dimetyloboranu
|
|
| Identyfikatory | |
|
Model 3D ( JSmol )
|
|
|
Pulpit nawigacyjny CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
| Nieruchomości | |
|
( CH3 ) 2BH2B ( CH3 ) 2 _ _ |
|
| Masa cząsteczkowa | 83.777 |
| Wygląd | Bezbarwna ciecz |
| Zapach | Ostry; |
| Temperatura topnienia | -72,5 ° C (-98,5 ° F; 200,7 K) |
| Temperatura wrzenia | 68,6 ° C (155,5 ° F; 341,8 K) |
| Zagrożenia | |
| NFPA 704 (ognisty diament) | |
| Związki pokrewne | |
|
trimetyloboran dimetylodiboran dietyloboran |
|
|
Związki pokrewne
|
Borowodorek tetrametyloglinu wodorek tetrametylogalu metyloalan |
|
O ile nie zaznaczono inaczej, dane podano dla materiałów w stanie normalnym (przy 25°C [77°F], 100 kPa).
|
|
Dimetyloboran , (CH 3 ) 2 BH jest najprostszym dialkiloboranem, składającym się z grupy metylowej zastąpionej atomem wodoru w borze . Jeśli chodzi o inne borany, zwykle występuje on w postaci dimeru zwanego tetrametylodiboranem lub tetrametylobisboranem lub TMDB ((CH 3 ) 2 BH) 2 . Inne kombinacje metylacji występują na diboranie , w tym monometylodiboran , trimetylodiboran , 1,2-dimetyloboran , 1,1-dimetyloboran i trimetyloboran . W temperaturze pokojowej substancja jest w równowadze między tymi formami. Metyloborany zostały po raz pierwszy przygotowane przez HI Schlesingera i AO Walkera w latach trzydziestych XX wieku.
Tworzenie
Dimetyloboran powstaje, gdy dimetyloborowodorek litu Li(CH 3 ) 2 BH 2 reaguje z kwasem. Dimetyloborowodorek litu można wytworzyć z estru dimetyloborowego i wodorku monoetoksyglinu litu.
Metyloborany powstają również w reakcji diboranu i trimetyloboranu . Ta reakcja daje cztery różne podstawienia metylu wodorem na diboranie. Produkowany jest 1-metylodiboran, 1,1-dimetylodoboran, 1,1,2-trimetylodiboran i 1,1,2,2-tetrametylodiboran. To ostatnie jest maksymalizowane, gdy stężenie trimetyloboranu jest sześciokrotnie większe niż diboranu.
Inne metody wytwarzania metylodiboranów obejmują reakcję wodoru z trimetyloboranem w temperaturze od 80 do 200 ° C pod ciśnieniem lub reakcję borowodorku metalu z trimetyloboranem w obecności chlorowodoru , chlorku glinu lub trichlorku boru . Jeśli borowodorek jest borowodorkiem sodu , to metan jest produktem ubocznym. Jeśli metalem jest lit, metan nie jest wytwarzany. dimetylochloroboran i metylodichloroboran są również wytwarzane jako produkty gazowe.
Wodór atomowy przekształca trimetyloboran na powierzchni monowarstwy grafenu w dimetyloboran, który dimeryzuje do tetrametylodiboranu.
Nieruchomości
Tetrametylodiboran ma dwa atomy boru połączone mostkiem z dwoma atomami wodoru, a każdy bor jest połączony z dwiema grupami metylowymi. Cząsteczka tetrametylodiboranu należy do grupy punktowej D 2h . Jego widmo w podczerwieni wykazuje silne pasmo absorpcji przy 1602 cm -1 spowodowane mostkowaniem wodoru, słabe pasmo przy 1968 cm -1 i linie spowodowane metylem między 900 a 1400 cm -1 . W cząsteczce odległość boru do wodoru wynosi 1,36 Å, odległość boru do boru wynosi 1,84 Å; odległość boru do węgla wynosi 1,590 Å; kąt boru-boru do węgla wynosi 120,0°; kąt bor-węgiel-wodór wynosi 112,0°. NMR J między dwoma jądrami boru-11 w tetrametylodiboranie wynosi 55 Hz.
0 Tetrametylodiboran topi się w temperaturze -72,5 ° C i wrze w temperaturze 68,6 ° C. Prężność par jest przybliżona przez log P = 7,687-(1643/T). Tetrametylodiboran ma prężność par 48 mm Hg w temperaturze 0 ° C. Zmierzone ciepło parowania wyniosło 7,3 kcal/mol. Przewidywane ciepło tworzenia dla cieczy wynosi ΔH f = -65 kcal/mol, a dla gazu -57 kcal/mol.
Do określenia ilości metyloboranów w mieszaninie można zastosować chromatograf gazowy . Kolejność, przez którą przechodzą, to diboran, monometylodiboran, trimetyloboran, 1,1-dimetylodiboran, 1,2-dimetylodiboran, trimetylodiboran i wreszcie tetrametylodiboran.
Przesunięcie rezonansu jądrowego dla wodoru mostkowego wynosi 8,90 ppm, w porównaniu do 10,49 dla diboranu.
Reakcje
Dimetyloboran reaguje z alkenami z najwyższą wydajnością w eterze, tworząc dimetyloalkiloboran. Dimetyloalkiloborany można następnie przekształcić w alkohol trzeciorzędowy przez utleniające karbonylowanie . Wymaga to podgrzania do 150° za pomocą tlenku węgla pod ciśnieniem 50 barów, a następnie utlenienia nadtlenkiem wodoru .
Metyloborowodory, takie jak tetrametylodiboran, są nieproporcjonalne w fazie gazowej do trimetyloboranu i diboranu w temperaturze pokojowej. Okres czasu jest rzędu kilku godzin, a dysproporcja jest tym szybsza, im wyższa temperatura. Przy 0 °C dysproporcja trwa około jednego dnia. W -78,5 ° C metylodiboran dysproporcjonuje powoli najpierw do diboranu i 1,1-dimetylodiboranu. W roztworze metyloboran jest bardziej odporny na dysproporcjonowanie niż dimetyloboran.
- 4(CH 3 ) 3 b 2 H 3 ⇌ (CH 3 ) 4 b 2 H 2 + B 2 H 6 K=0,0067.
- 3B 2 H 2 Ja 4 ⇌ 2 B 2 H 3 Ja 3 + 2 BMe 3
Dimetyloboran jest hydrolizowany w wodzie do kwasu dimetyloborowego (CH 3 ) 2 BOH.
Dimetylodiboran spontanicznie zapala się pod wpływem powietrza.
Amoniak i tetrametylodiboran łączą się, tworząc białą substancję stałą w temperaturze -78°C. Ciało stałe rozkłada się powyżej 10 °C. Struktura ciała stałego jest jonowa [(CH 3 ) 2 B (NH 3 ) 2 ] + [(CH 3 ) 2 BH 2 ] − . Prosty addukt BHMe 3 .N 3 powstaje z tetrametylodiboranu i amoniaku w eterze. Tworzy się to również podczas rozkładu termicznego diamonianu.
Acetonitryl powoli reaguje z tetrametylodiboranem w temperaturze pokojowej, tworząc dimeryczny etylidenoaminodimetyloboran (CH 3 CH=NB(CH 3 ) 2 ) 2 . Ma izomer cis i trans, jeden o temperaturze topnienia 76 ° C, a drugi w temperaturze -5 ° C.
Tetrametylodiboran reaguje z sodem w ciekłym amoniaku, tworząc sól o wzorze Na 2 HB(CH 3 ) 2 zwaną dimetyloborylem sodu. Sól jest biała i stabilna do 90°C. Z potasem K 2 HB(CH 3 ) 2 tworzy się dimetyloboryl potasu. Wapń metaliczny reaguje z tetrametylodiboranem tworząc CaHB(CH 3 ) 2 .NH 3 .
Tetrametylodiboran łączy się z dimetylofosfiną , dając addukt dimetyloboranu.
Tetrametylodiboran reaguje z organicznymi boranami, tworząc estry metyloborowe.
- 2 (CH 3 ) 4 b 2 H 2 + 4 B (LUB) 3 ⇌ 6 CH 3 (LUB) 2 + (CH 3 ) 2 B 2 H 4 .
Tetrametylodiboran działa jak katalizator, aby umożliwić takie same wyniki z trimetyloboranu:
- (CH 3 ) 3 B + 2 B (LUB) 3 → 3 CH 3 (LUB) 2
Powiązany
Anion tetrametyloboranowy (CH 3 ) 4 B − ma tylko jeden atom boru.