Способ получения аниона декагидро-клозо-декабората

Авторы патента:

C01B35/18 - соединения, содержащие три или более атома бора, например NaB₃H₈, MgB₁₀Br₁₀ (боразолы C01B 35/14)

Владельцы патента RU 2378195:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт химии и технологии элементоорганических соединений" (ФГУП ГНИИХТЭОС) (RU)

Изобретение может быть использовано для получения аниона декагидро-клозо-декабората (B₁₀Н₁₀ ^2-), соли которого применяют при электролитическом никелировании металлических изделий. Для получения указанного аниона берут раствор ундекабората натрия NaB₁₁H₁₄ в диглиме, прибавляют трибутиламин, полученный раствор кипятят при 160°С в течение 1 часа до исчезновения желтой окраски раствора. После этого реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, добавляют воду и ледяную уксусную кислоту с получением осадка трибутиламмоний декагидро-клозо-декабората, который далее фильтруют, промывают водой и высушивают на воздухе. Изобретение позволяет повысить выход и чистоту целевого продукта, исключить использование декаборана при его получении.

Настоящее изобретение относится к способам получения аниона декагидро-клозо-декабората В₁₀Н₁₀ ^2-, соли которого находят применение в качестве электролитов-восстановителей при электролитическом никелировании металлических изделий.

Известен способ получения декагидро-клозо-декабората, где в качестве исходных компонентов для получения декагидро-клозо-декабората В₁₀Н₁₀ ^2- используются боргидрид натрия (NaBH₄) и триэтиламинборан (C₂H₅)₃NBH₃. В ходе химической реакции кроме декагидро-клозо-декабората образуются два других клозо-бората [(M.V.Pechersky, V.A.Brattsev, M.G.Kuznetsova, et al., EUROBORON-4, 159, 2007)]:

Недостатками известного способа получения декагидро-клозо-декабората являются низкий выход основного продукта, который составляет около 20-25%, а также необходимость его выделения из трехкомпонентной смеси.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу, выбранному за прототип, является способ получения декагидро-клозо-декабората (В₁₀Н₁₀ ^2-) взаимодействием декаборана (В₁₀Н₁₄) или его комплексов с триэтиламином (J.Dupont, M.Hawthorne, A.Pitochelli, R.Ettinger, J Am. Chem. Soc., 84, 1057, 1962):

К недостатку этого способа можно отнести дорогое и труднодоступное исходное сырье - декаборан, необходимое для осуществления процесса.

Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в создании нового простого способа получения декагидро-клозо-декабората с высоким выходом и высокой химической чистотой целевого продукта.

Поставленная задача решается благодаря тому, что в заявляемом способе получения декагидро-клозо-декабората в качестве исходных компонентов применяют ундекаборат натрия (NaB₁₁H₁₄), получаемый по методике [G.Dunks, K.Barker, E.Hedaya et al., Inorg. Chem., 20, 1692 (1981)], и трибутиламин.

Смесь исходных реагентов, растворенных в диглиме, нагревают до температуры 160°С, в результате реакции образуются декагидро-клозо-декаборат и трибутиламинборан [(С₄Н₉)₃NВН₃]. Трибутиламинборан осаждают в виде [(C₄H₉)₃NH]₂B₁₀H₁₀, а полученный декагидро-клозо-декаборат выделяют из реакционной смеси.

Выход декагидро-клозо-декабората достигает 90%.

Заявляемый способ подтверждается следующими примерами:

Пример 1.

Получение ундекабората натрия (NaB₁₁H₁₄) в диглиме.

В двухлитровую трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, термометром, коротким обратным холодильником с газоотводной трубкой и капельной воронкой, загружают 400 мл безводного диглима и 60 г (1,58 моль) боргидрида натрия NaBH₄. Смесь продувают аргоном и при перемешивании нагревают до температуры 105°.

Затем при температуре 105°С в течение 6 часов из капельной воронки по каплям прибавляют 240 мл (1,89 моль) BF₃OEt₂. После окончания ввода BF₃OEt₂ при медленном пропускании аргона и перемешивании реакционную массу выдерживают при температуре 105°С в течение 2 часов, затем ее охлаждают до температуры 60° и фильтруют через плотный стеклянный фильтр, осадок NaBF₄ на фильтре дважды промывают абсолютированным диглимом (по 50 мл).

Полученный фильтрат - раствор ундекабората натрия используют далее в синтезе декагидро-клозо-декабората (В₁₀Н₁₀ ^2-).

Пример 2.

Получение трибутиламмоний декагидро-клозо-декабората [(C₄H₉)₃NH]₂B₁₀H₁₀

В предварительно продутую азотом трехгорлую колбу объемом один литр, снабженную мешалкой, обратным холодильником и термометром, загружают раствор ундекабората натрия (90 моль), полученного из 30 г боргидрида натрия в 200 мл диглима, прибавляют 40 г (216 моль) трибутиламина, полученный раствор кипятят при 160°С в течение 1 часа до исчезновения желтой окраски раствора. После этого реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, затем прибавляют 500 мл воды и 100 мл ледяной уксусной кислоты, происходит превращение [(C₄H₉)₃NH]NaB₁₀H₁₀в трибутиламмоний декагидро-клозо-декаборат, который выпадает в осадок. Выпавший кристаллический осадок фильтруют, промывают водой и высушивают на воздухе. Выход сырого трибутиламмоний декагидро-клозо-декабората составляет 39,8 г (90% в расчете на NaB₁₁H₁₄). Полученный трибутиламмоний декагидро-клозо-декаборат растворяют в 30%-ной уксусной кислоте, перекристаллизовывают и высушивают на воздухе. Получают 35,8 г целевого продукта. Общий выход трибутиламмоний декагидро-клозо-декабората составляет 80%.

Пример 3.

Получение декагидро-клозо-декабората калия (K₂В₂₀Н₁₀).

32 г (65 моль) трибутиламмоний декагидро-клозо-декабората [(C₄H₉)₃NH]₂B₁₀H₁₀ смешивают с 67 мл 2М раствора гидроксида KОН, полученную смесь нагревают до 60°С, выделившийся трибутиламин дважды экстрагируют толуолом (по 70 мл). Полученный водный раствор декагидро-клозо-декабората калия (K₂В₁₀Н₁₀) упаривают досуха, затем дополнительно высушивают в сушильном шкафу до постоянного веса. Выход K₂В₁₀Н₁₀ составляет 12,6 г (98% в расчете на исходный [(C₄H₉)₃NH]₂B₁₀H₁₀).

Способ получения аниона декагидро-клозо-декабората B₁₀Н₁₀ ^2- из бороводородного соединения, отличающийся тем, что в качестве бороводородного соединения берут раствор ундекабората натрия NaB₁₁H₁₄ в диглиме, прибавляют трибутиламин, полученный раствор кипятят при 160°С в течение 1 ч до исчезновения желтой окраски раствора, после этого реакционную смесь охлаждают до комнатной температуры, добавляют воду и ледяную уксусную кислоту с получением осадка трибутиламмоний декагидро-клозо-декабората, который далее фильтруют, промывают водой и высушивают на воздухе.

Похожие патенты:

Способ получения декаборана // 2346890

Способ получения клозо-боратных кластеров // 2344070

Изобретение относится к получению клозо-боратных кластеров додекабората триэтиламмония [(C2H 5)3NH]2B 12H12, декабората трибутиламмония [(C4H9) 3NH]2B10H 10, гексабората трибутиламмония [(C4 H9)3NH] 2B6H6.

Способ получения солей додекагидро-клозо-додекаборной кислоты // 2323879

Изобретение относится к химии бора, конкретно к способу получения различных солей додекагидро-клозо-додекаборной кислоты, которые находят применение в качестве твердых электролитов, химически и термически стойких полимерных материалов, катионообменных смол, энергоемких соединений и т.д.

Перхлорат хитозания, способ его получения и энергоемкий состав, его содержащий // 2315774

Изобретение относится к химии хитозана и полиэдрических клозо-гидроборатов, которые могут применяться как активные компоненты в энергоемких составах, способу их получения и применения.

Додекагидро-клозо-додекаборат уротропина и способ его получения // 2282586

Изобретение относится к химии бора, конкретно к солям полиэдрических боргидридных кислот, которые могут найти применение в качестве твердых электролитов, химически и термически стойких полимерных материалов, катионообменных смол и т.

Аддукты хитозана и способ их получения (варианты) // 2172745

Изобретение относится к химии полиэдрических боргидридных соединений, а именно к аддуктам хитозана состава (XH)2B12H12(4-х)Y2B12H12, где X (хитозан)= C6O4H11N, Y = H+ NH4+, а 0 x < 4, которые могут быть использованы в качестве высококалорийного быстрогорящего компонента пиротехнических материалов, и к способам их получения.

Интеркалированные соединения оксида графита с додекагидро- клозо-додекаборной кислотой и ее солями, их применение в качестве пленкообразователя водоэмульсионных красок и способ получения полимерных покрытий // 2165884

Полиэдрические клозо-гидробораты хитозана и способ их получения // 2158221

Изобретение относится к химии полиэдрических боргидридных соединений, а именно к полиэдрическим клозо-гидроборатам хитозана состава (XH)2BnHn, где n= 6, 10, 12, a X=C6O4H11N (хитозан), которые могут быть использованы в качестве быстрогорящего компонента пиротехнических составов, а также к способу их получения.

Способ получения карбида бора, интеркалированное соединение оксида графита с додекагидро-клозо-додекаборатной кислотой и способ синтеза этого соединения // 2123474

Изобретение относится к области неорганической химии, а именно способу получения карбида бора B12C3, который может быть использован в качестве поглотителя нейтронов в ядерной энергетике, абразива для шлифовки, а спеченный в виде резцов для обработки твердых материалов, химически стойкого материала в металлургии и химическом аппаратуростроении, высокоомных сопротивлений, полупроводниковых термопар и т.д., а также к новому интеркалированному соединению оксида графита с додекагидро-клозо-додекаборатной кислотой и способу его получения.

Способ получения гексагидридоклозогексабората натрия // 1712308

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам получения гексагидродоклозогексабората натрия. .

Способ получения химических соединений с додекагидро-клозо-додекаборатным анионом // 2378196

Изобретение относится к химии бора, конкретно к получению химических соединений с додекагидро-клозо-додекаборатным анионом, которые находят применение в качестве твердых электролитов, химически и термически стойких полимерных материалов, катионообменных смол, энергоемких компонентов, радиопротекторов в медицине и т.д

Способ получения фторзамещенных додекагидро-клозо-додекаборатов цезия // 2384525

Изобретение относится к получению фторзамещенных додекагидро-клозо-додекаборатов цезия состава Cs2B 12H12-mFm 2-, где m=2, 4, 5, 6, 7, 8, 10, которые могут применяться в качестве исходных веществ при создании многофункциональных композитных материалов, в качестве твердых электролитов

Аддукты додекагидро-клозо-додекабората хитозания с хлорной кислотой или перхлоратом аммония // 2394840

Изобретение относится к аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозания с хлорной кислотой или перхлоратом аммония состава (C6O4H9NH3)2 B12H12×nMClO4 где n - целое число, равное 1÷8, а М - Н+, NH4 +, которые могут найти применение в качестве энергоемких компонентов различных составов, например пиротехнических

Додекагидро-клозо-додекаборат полиэтиленимина и способ его получения // 2556930

Изобретение относится к химии полиэдрических боргидридных соединений и полиэтиленимина. Способ получения додекагидро-клозо-додекабората полиэтиленимина состава C2H4NH×0,4H2B12H12 включает взаимодействие водных растворов полиэтиленимина (ПЭИ) и додекагидро-клозо-додекаборной кислоты (H2B12H12), взятых в мольном соотношении 1 к (0,5-0,6), с последующим выделением целевого продукта. Изобретение позволяет получить новое химическое соединение додекагидро-клозо-додекабората полиэтиленимина состава C2H4NH×0,4H2B12H12 с высоким содержанием боргидридного компонента, которое может применяться в качестве энергоемких компонентов пиротехнических составов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 1 пр.

Аддукты додекагидро-клозо-додекабората хитозана с солями-окислителями переходных металлов и способ их получения // 2562480

Изобретение относится к химии соединений додекагидро-клозо-додекаборатного B 12 H 12 2 − − а н и о н а , хитозана, солей переходных металлов, а именно к аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозана с нитратами или перхлоратами переходных металлов, в частности Cu(II), или Со(II), или Ni(II), или Zn(II), или Мn(II), и способу их получения. Полученные аддукты могут найти применение в качестве энергоемких воспламеняющих добавок различных составов, например, пиротехнических и инициирующих взрывчатых веществ. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 10 прим.

Ингибитор коррозии для грунтовок по металлу // 2572125

Изобретение относится к области защиты металла от коррозии лакокрасочными покрытиями путем введения ингибитора коррозии в грунтовки по металлу бората хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4H2O и изучено его влияние на коррозионно-электрохимическое поведение стали 3 в 3%-ном растворе NaCl. Технический результат: борат хрома состава 2KB5O8·K2CrO4·4H2O является новым эффективным, малотоксичным ингибитором коррозии к грунтовкам по металлу с меньшим содержанием хромата. 2 ил, 2 табл.

Способ получения додекагидро-клозо-додекабората калия // 2573679

Изобретение может быть использовано в химической области. Способ получения додекагидро-клозо-додекабората калия включает проведение процесса пиролиза исходной смеси, содержащей тетрагидроборат натрия NaBH4 и тетрафтороборат калия KBF4, в инертной атмосфере в интервале температур 280-475°C. Мольное отношение тетрагидробората натрия NaBH4 к тетрафтороборату калия KBF4 в исходной смеси равно (2,53-1,90) к 1. Затем проводят выщелачивание полученного спека водой, образовавшийся раствор подкисляют фтористоводородной кислотой HF до pH 3-4 для разложения остатков непрореагировавшего тетрагидробората натрия и образовавшихся при пиролизе низших полиэдрических боргидридных соединений, затем отделяют раствор, содержащий образовавшийся в результате пиролиза K2B12H12,от нерастворимого осадка, представляющего собой смесь избыточного KBF4 и образовавшегося в результате пиролиза NaF, далее добавляют к этому раствору порцию HF и полученную смесь приливают при перемешивании к свежеосажденному хитозану C6O4H9NH2 для осаждения додекагидро-клозо-додекабората хитозана (C6O4H9NH3)2В12Н12, который отделяют от раствора, промывают водой и обрабатывают раствором гидрооксида калия KOH, в результате чего образуются раствор K2B12H12 и свежеосажденный хитозан C6O4H9NH2, который отделяют от раствора K2B12H12 и промывают водой, а промывные воды объединяют с полученным раствором K2B12H12 и выделяют целевой продукт K2B12H12. Изобретение позволяет повысить выход целевого продукта - додекагидро-клозо-додекабората калия и снизить температурный режим при пиролизе смеси. 8 з.п. ф-лы, 2 пр.

Аддукты додекагидро-клозо-додекабората хитозана с нитратами или перхлоратами магния или алюминия и способ их получения // 2596741

Изобретение относится к химии соединений додекагидро-клозо-додекаборатного B 12 H 12 2 − − а н и о н а , хитозана, солей магния и алюминия, а именно к аддуктам додекагидро-клозо-додекабората хитозана с нитратами или перхлоратами магния или алюминия и способу их получения. Синтезированные новые продукты могут найти применение в качестве энергоемких добавок различных составов, например пиротехнических или инициирующих взрывчатых веществ. Аддукты состава (C6O4H9NH3)2B12H12×nMgA2 или (C6O4H9NH3)2B12H12×nAlA3, где 0<n<1, A − N O 3 − или C l O 4 − . При этом оптимальными свойствами обладают аддукты, где n равно 0,18÷0,25. 2 н.п. ф-лы, 3 ил., 4 пр.

Способ получения стимулятора зерновых культур // 2601603

Изобретение относится к области сельского хозяйства и предназначено для создания способа получения стимулятора, ускоряющего энергию и скорость прорастания семян зерновых культур. Борную кислоту смешивают с формамидом в мольном соотношении 5:2 и расплавляют при температуре 88-89°C. Полученные кристаллы охлаждают и готовят 0,001%-ный водный раствор формамидтетрагидроксопентабората аммония. Изобретение позволяет повысить энергию прорастания и всхожесть семян, ускорить начало созревания зерновых культур. 1 табл.

Способ получения декаборана // 2610773

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в синтезе и производстве незамещенных и замещенных карборанов общей формулы RCB10H10CR. Сначала нагревают раствор диглима и боргидрида натрия до 105°С, прикапывая алкилгалогенид. После добавления всего алкилгалогенида реакционную массу перемешивают в 60 минут при той же температуре. Полученный продукт продувают и охлаждают в токе азота до комнатной температуры. Диглим и непрореагировавший алкилгалогенид отгоняют при остаточном давлении 10-15 мм рт. ст. и температуре 60-90°С до получения твердого остатка. К охлажденному твердому остатку прибавляют углеводородный растворитель, перемешивают, добавляют по каплям 40% водный раствор серной кислоты при комнатной температуре. Затем реакционную смесь выдерживают при 50°С до полного прекращения газовыделения. Полученный кислый раствор диглимата ундекабората натрия охлаждают до 35°С. После этого в течение 15-185 минут прикапывают окислитель - органические соединения, содержащие карбонильную группу (альдегиды и кетоны). Окисление происходит в присутствии галогенида натрия, образующегося в результате реакции конденсации. После окончания подачи окислителя останавливают перемешивание и выдерживают реакционную массу до расслоения, затем нижний водный слой удаляют, верхний органический промывают дистиллированной водой и отгоняют углеводородный растворитель до концентрации декаборана В10Н14 17-20%. Изобретение позволяет повысить выход декаборана на 15-25%, упростить стадию окисления ундекабората натрия, сократить время процесса и уменьшить количество отходов. 7 пр.