硼氫化鋁

硼氫化鋁，又稱四氫硼酸鋁，是一種無機化合物，化學式為Al(BH₄)₃。它是一種揮發性易自燃的液體，用於火箭燃料、航空煤油添加劑和實驗室用還原劑。與多數離子型的金屬硼氫化物不同的是，硼氫化鋁是一種共價化合物。^[2][3][4]

硼氫化鋁[1]
IUPAC名 Aluminium borohydride
別名	Aluminum borohydride, aluminium tetrahydroborate, aluminum tetrahydroborate
識別
CAS號	16962-07-5  Y
ChemSpider	55734
SMILES	[Al+3].[BH4-].[BH4-].[BH4-]
InChI	1/Al.3BH4/h;3*1H4/q+3;3*-1
InChIKey	LNJYEMMRSAGORU-UHFFFAOYAC
性質
化學式	Al(BH4)3
摩爾質量	71.51 g·mol⁻¹
外觀	無色易燃液體
熔點	-64.5 °C（209 K）
沸點	44.5 °C（318 K）
溶解性（水）	與水反應
危險性
閃點	自燃
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

性質

硼氫化鋁是無色的揮發性液體，是鋁化合物中最容易揮發的。^[5]它在空氣中猛烈氧化，但在真空中，低於25℃緩慢分解，加熱至70℃，硼氫化鋁分解失去氫，形成不同的揮發性產物：

Al(BH₄)₃ → HAl(BH₄)₂ + [BH₃]^[5]

製備

最早製備硼氫化鋁的方法是三甲基鋁與過量的乙硼烷發生反應：^[5][6]

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

然而這種方法產率較低，速率又慢，不適用於工業生產，後來被廢棄。

硼氫化鋁可由硼氫化鈉與氯化鋁反應來製備：^[7]

3 NaBH₄ + AlCl₃ → Al(BH₄)₃ + 3 NaCl

此反應在100-150℃、無溶劑的條件下反應。若氯化鋁過量，則會產生氯化硼氫化鋁ClAl(BH₄)₂或Cl₂AlBH₄。^[5]

而在四氫呋喃中，硼氫化鈣與氯化鋁的類似反應可製得不易自燃的四氫呋喃加合物：^[2]

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

反應

與所有的硼氫化物一樣，它是一種還原劑以及負氫提供者。它與水反應生成氫氣，^[7]並能還原羧酸酯、醛和酮到醇。^[2]

硼氫化鋁與四甲基錫或四甲基鉛劇烈反應，生成固體產物，最終分解成金屬單質、氫氣、甲基硼烷和一甲基硼氫化鋁（CH
3Al(BH
4)
2），但是並未獲得二甲基或三甲基取代的硼氫化鋁，這可能是取代反應中間體的空間位阻過大所造成的。而該反應的中間體可能是Me₂Sn(BH₄)₂和Me₃PbBH₄一類的物質。^[8]

參考文獻

1. Handbook of Chemistry and Physics 97. CRC Press. 2016: 4–44 [2018-07-31]. ISBN 1-4987-5428-7.
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. 引文使用過時參數coauthors (幫助)
5. 《硼氫化合物》.鄭學家 主編.化學工業出版社. ISBN 978-7-122-11506-5.第四章 鋰、鉀、鋁、鈹、鈣、銣及鋅的金屬硼氫化物
6. Hinkamp, James B.; Hnizda, Vincent. Aluminum Borohydride Preparation. Industrial & Engineering Chemistry. 1955-08-01, 47 (8): 1560–1562. doi:10.1021/ie50548a032. 引文使用過時參數coauthors (幫助)
7. 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. 引文使用過時參數coauthors (幫助)

擴展閱讀

• 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.