[其他]八氫三硼酸銨的復分解反應制備方法

在審

• 申請號: 101985000000255
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100255B
• 公開（公告）日: 1988-11-09
• 發明（設計）人: 趙德杰;單自興;鄧延偉;彭正合
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 代理公司: 武漢大學專利事務所
• 代理人: 劉承德

本發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－甲醇中復分解反應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迅速、設備簡單、操作簡便，產物純度高等優點。八氫三硼酸銨可用作氫源、氣體發生劑、還原劑和固體推進劑的組份。

本發明屬于硼氫化合物的制備方法。

本發明是關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·成氣性好等優點，作為高能固體推進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制得，這一過程中產物復雜，需用高真空技術進行分離純化，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，制備及處理過程都需要在無水、無氧及惰性氣體保護條件下進行、設備要求條件高;從經濟角度考慮，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化為付產物硼酸和硼酸酯，硼的有效利用率太低。本發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，制備出八氫三硼酸銨固體物質。

因此，本發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濟的方法。按照這種方法，在常規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，也不需要采用高真空分離技術。這種方法操作簡便、安全、反應迅速、設備簡單，只需在一個反應瓶中進行反應，易于處理，且能制得高純度的預期產物，硼的利用率達百分之百。

本發明是采用八氫三硼酸四烷基銨鹽與鹵化銨在適宜介質中進行復分解反應完成的。其中，八氫三硼酸四烷基銨選用八氫三硼酸四甲基銨，這種物質易于由已知的方法進行制備與純化且八氫三硼酸四甲基銨為無色穩定晶體，具有易于貯放和低毒等優點;鹵化銨選用碘化銨;復分解反應選用液氨或液氨-甲醇作為反應介質，在制備八氫三硼酸銨的過程中，所有環節必須保持無水、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先干燥過的反應瓶中，瓶外設置于冰-乙醇浴，導入無水氨氣，氨在反應瓶中冷卻下來，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生成八氫三硼酸銨，沉淀出四甲基碘化銨付產物，濾出八氫三硼酸銨的液氨溶液，使氨蒸發，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體系中離析出來。

復分解法制取八氫三硼酸銨的反應式為：

（CH₃）₄NB₃H₈+NH₄XNH₄B₃H₈+（CH₃）₄NX