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硼氢化铝

化合物

硼氢化铝,又称四氢硼酸铝,是一种无机化合物,化学式为Al(BH4)3。它是一种挥发性易自燃的液体,用于火箭燃料航空煤油添加剂和实验室用还原剂。与多数离子型的金属硼氢化物不同的是,硼氢化铝是一种共价化合物[2][3][4]

硼氢化铝[1]
IUPAC名
Aluminium borohydride
别名 Aluminum borohydride, aluminium tetrahydroborate, aluminum tetrahydroborate
识别
CAS号 16962-07-5  ✓
ChemSpider 55734
SMILES
InChI
InChIKey LNJYEMMRSAGORU-UHFFFAOYAC
性质
化学式 Al(BH4)3
摩尔质量 71.51 g·mol⁻¹
外观 无色易燃液体
熔点 -64.5 °C(209 K)
沸点 44.5 °C(318 K)
溶解性 与水反应
危险性
闪点 自燃
若非注明,所有数据均出自一般条件(25 ℃,100 kPa)下。

性质编辑

硼氢化铝是无色的挥发性液体,是铝化合物中最容易挥发的。[5]它在空气中猛烈氧化,但在真空中,低于25℃缓慢分解,加热至70℃,硼氢化铝分解失去,形成不同的挥发性产物:

Al(BH4)3 → HAl(BH4)2 + [BH3][5]

制备编辑

最早制备硼氢化铝的方法是三甲基铝与过量的乙硼烷发生反应:[5][6]

Al2(CH3)6 + 4 B2H6 → 2 B(CH3)3 + 2 Al(BH4)3

然而这种方法产率较低,速率又慢,不适用于工业生产,后来被废弃。

硼氢化铝可由硼氢化钠氯化铝反应来制备:[7]

3 NaBH4 + AlCl3 → Al(BH4)3 + 3 NaCl
此反应在100-150℃、无溶剂的条件下反应。若氯化铝过量,则会产生氯化硼氢化铝ClAl(BH4)2或Cl2AlBH4[5]

而在四氢呋喃中,硼氢化钙与氯化铝的类似反应可制得不易自燃的四氢呋喃加合物[2]

3 Ca(BH4)2 + 2 AlCl3 → 3 CaCl2 + 2 Al(BH4)3

反应编辑

与所有的硼氢化物一样,它是一种还原剂以及负氢提供者。它与水反应生成气,[7]并能还原羧酸酯[2]

硼氢化铝与四甲基锡四甲基铅剧烈反应,生成固体产物,最终分解成金属单质、氢气、甲基硼烷和一甲基硼氢化铝(CH3Al(BH4)2),但是并未获得二甲基或三甲基取代的硼氢化铝,这可能是取代反应中间体空间位阻过大所造成的。而该反应的中间体可能是Me2Sn(BH4)2和Me3PbBH4一类的物质。[8]

参考文献编辑

  1. ^ Handbook of Chemistry and Physics 97. CRC Press. 2016: 4–44. ISBN 1-4987-5428-7. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 J. Kollonitsch & O. Fuchs. Preparation of Aluminium Borohydride and its Applications in Organic Reductions. Nature. 1955, 176 (4492): 1081. doi:10.1038/1761081a0. 
  3. ^ Miwa, K.; Ohba, N.; Towata, S.; Nakamori, Y.; Züttel, A.; Orimo, S. First-principles study on thermodynamical stability of metal borohydrides: Aluminum borohydride Al(BH4)3. J. Alloys Compd. 2007,. 446–447: 310–314. doi:10.1016/j.jallcom.2006.11.140. 
  4. ^ Ogg, Richard A.; Ray, James D. Nuclear magnetic resonance spectrum and molecular structure of aluminium borohydride. Discussions of the Faraday Society. 1955-01-01, 19: 239. doi:10.1039/df9551900239. 
  5. ^ 5.0 5.1 5.2 5.3 《硼氢化合物》.郑学家 主编.化学工业出版社. ISBN 978-7-122-11506-5.第四章 锂、钾、铝、铍、钙、铷及锌的金属硼氢化物
  6. ^ Hinkamp, James B.; Hnizda, Vincent. Aluminum Borohydride Preparation. Industrial & Engineering Chemistry. 1955-08-01, 47 (8): 1560–1562. doi:10.1021/ie50548a032. 
  7. ^ 7.0 7.1 Perry, Dale L.; Phillips, Sidney L. Handbook of Inorganic Compounds. CRC Press. 1995: 3–4 [2007-12-09]. ISBN 0-8493-8671-3. 
  8. ^ Holliday, A.K.; Jeffers, W. The reaction of aluminium borohydride with tin and lead tetramethyl. Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. 1958-03-31, 6 (2): 134–137. doi:10.1016/0022-1902(58)80058-5. 

扩展阅读编辑

  • Fletcher, Edward; Foster, Hampton; Straight, David. Aluminum Borohydride and Mixtures with Hydrocarbons in Jet Engine Combustor Ignition. Industrial & Engineering Chemistry. 1959, 51 (11): 1389. doi:10.1021/ie50599a044. 
  • Hinkamp, James B.; Hnizda, Vincent. Aluminum Borohydride Preparation. Industrial & Engineering Chemistry. 1955, 47 (8): 1560. doi:10.1021/ie50548a032.