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硼氫化鋁

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硼氫化鋁[1]
IUPAC名
Aluminium borohydride
別名 Aluminum borohydride, aluminium tetrahydroborate, aluminum tetrahydroborate
識別
CAS號 16962-07-5  ✓
ChemSpider 55734
SMILES
InChI
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 與水反應
危險性
閃點 自燃
若非註明,所有數據均出自一般條件(25 ℃,100 kPa)下。

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]

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,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。它與水反應生成氣,[7]並能還原羧酸酯[2]

硼氫化鋁與四甲基錫四甲基鉛劇烈反應,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(CH3Al(BH4)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. 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. 
  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. 

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. 
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