Способ получения гидридов бора

 

4ЖЪ ФЮ, ».Д- 5, яещфтне-, тех м н м. мецн об:1 4 ) =е к,1Я А

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОВСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистииеских

Республик (11i 5408 19 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10, 10.73 (21)1836068/23-26 с присоединением заявки № 1972316/26 (23) Приоритет (43) Опубликовано 25.12.77. Бюллетень №4 (45) Дата опубликования описания 24»12.77

2 (51) М. Кл.

С 01 В 35/18

Государственный комнтет

Совета Мнннотроа СССР оо делам нзобрвтеннй и открытнй (53) УДК 546.271 (088.8 ) (72} Авторы изобретения

В. В. Волков, К. Г. Мякишев и Л. Н, Рагозин

Институт неорганической химии Сибирского отделения

АН СССР (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРИДОВ БОРА

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к способам получения гидрндов бора обшей формулы

81оН}з(Э11 о)тР о H13 где и 1-20, s виде смесей, Указайные соединения могут 5 быть использованы в технологии их различных производных.

Известен способ получения смеси гидридов бора, содержащей преимущественно ð

В Н,а,В, -g2273þÍ «PЭНп,, обработкой соли

g$ Й жндкймхлорисетым водородом при -78 С .с пвследующим поднятием температуры до .V Ъ» - ЗО С 11 . Однако",втот способ позволяет получить гидриды бора относительно просто-15 го состава с невысоким выходом, требует применения для осуществления реакции строго контролируемых низких температур и сложен необходимостью применения низкокипящего хлористого водорода (температура 2р кипения j 4 C), создающего большие избыточные давления в некоторых узлах оборудования.

Белью изобретения является увеличение выхода целевого продукта- полимерных гид- 25 ридов бора и упрошение процесса их получения.

Это достигают., тем, что в качестве исходных соединений используют декагидроклозо-декаборат (2-) щелочного и щелочноземельного металла и жидкий фтористый водород, а взаимодействие их осуществляют при температуре от -10 до +40 С без доступа влаги, o

Охлаждение реакционной смеси до «10 С, уменьшает испарение фтористого водорода, но снижает,скорость процесса, Повышение температуры выше +40 С снижает выходы, целевых продуктов, После завершения реакции избыток фтористого водорода отделяют от осадка смеси гидридов бора фильтрацией или отгонкой.

С целью очистки смесь гидридов бора растворяют в ароматическом растворителе, например в бензоле или толуоле, Раствор очищают от нерастворимых примесей филы рацией или центрифугированием. Растворитель отгоняют в атмосфере чистого инерт ного газа (гелий, аргон) или в вакууме, 5408 1

Очищенную смесь гидридов dopa просушивают в вакууме при 50-90 С. Полученный .продукт представляет собой смесь высших гидридов бора указанной ранее обшей фомУйы. Смесь содеРжит такжеЯц Н,4 и Ц Нх в виде примесей в количестве суммарно

2-5 масс. %. Средние молекулярные массы полученных смесей полимерных гидридов бора находятся в пределах от 495 до 690 (криоскопическое измерение в среде бен-, эола). Иэ полученной смеси известными способами, например сочетанием вакуумной сублимации е дробной кристаллизацией в среде циклогексана, выделяют фракции отдельных гидридов бора.

Синтеэируемым гидридом бора ряда

Вщй э(ЬВН ю иВ«оН «э" соответствуют вычисок. ленные элементные составы, масс. 4: пРи tf ««c 1 В 89,9 H . 10,1

20 при rt..20 Ъ 89,5 Н 10,5

Составы других гидридов бора этого ряда находятся между этими предельными значениями в случае изменения р от 1 до 20.

Особенностями полученных по данному 25 способу гидридов бора являются полимерная природа их молекул, нидо-строение их структурных фрагментов и наличие в них двух типов атомов водорода-мостиковых (В-Н-В) и концевых (В-Н). Вииду приведенных выше 1о особенностей эти гидриды бора являются реакционно способными веществами по отно=шению к многим peat åíòàì и растворяются в ряде органических жидкостей (например и углеводородах, спиртах, ацетоне) Поэтому з5 они могут быть применены как исходные соединения при синтезе различных производных гидридов бора.

4

93,3% по отношению к массе и исходном

)(.Средняя молекулярная масса ю «Ь гидридов бора в смеси равна 643.

Найдено, масс. %:Я 89,43; Ц 10,47.

Вычисленные величины для соединений рассматриваемого типа приведены ранее, Из смеси сублимаций при давлении не выше 0,01 мм рт.ст. при температурах, о соответственно, 100 и 150 С последовательно выделяются, / 4 (т.пл.99,6 С) и (т,rrrr, 178 С). Иэ оставшейся

Щ рмеси нелетучих веществ дробной кристалли-зацией в циклогексане в атмосфере аргона вйделяют фракции гидридов бора с молекулярнйми массами 450; 630; 820; 2300 ис со» держанием бора от 89,4 до «89,7 %, остальное водород.

Пример 2. В никелевый герметичный сосуд объемом 80 мл, оснащенный устройством для ввода и вывода газов, помещают 1,50 г сухого Идр, g . Сосуд с содержимым охлаждают до -10 С в ванне с хладагентом и из баллона конденсируют и него 40 мл безводного фтористого водорода. Реакционную смесь выдерживают 1 ч при -10 С, затем испарением удаляют оста точный фтористый водород и собирают его и охлажденный баллон для повторного использования, Осадок выдерживают в вакууме 1 ч при комнатной температуре, обрабатывают 10 мл безводного бензола и отделяют взвесь нерастворимых примесей центрифугироианием, Раствор упаривают в

6 вакууме досуха при 50-60 С, осадок гидоидов бора просушивают в вакууме при 90 С, Выход смеси гидридов бора 0,88 r, что составляет 81,6 масс. % к масс Б Я в

«о «о исходном ge Ъ, К

Пример 1. Во фторопластовый гер- 4О метичный сосуд объемом 50 мл загружают

2,886 г тщательно просушенного К 3, Н, .

Сосуд уплотняют и заливают в него 28 мл жидкого фтористого водорода. Реакционную смесь выдерживают при 20 С в течение

1 ч нри периодическом перемешивании и отводе выделяющихся газов, Полученную смесь твердых гидридов бора отфильтровывают, промывают на фильтре 20 мл жидкого Ьто

1 50 ристого водорода .и выдерживают в вакууме

1 ч. при 20 С. Осадок обрабатывают 10 мл безводного бензола при перемешииании в те ченне 2-З мии, и отделяют взвесь нерастворимых веществ центрифугированием, Очищенный от вэвесей раствор упаривают в вакууме55 до полного у даления растворителя, Остав. шийся осадок смеси гидридов бора просушивают в вакууме при постепенном подъеме температуры от 50 до 90 С, Выход смеси гидридов бора 1,629 г что составляет

Средняя молекулярная масса полученной смеси гидридов бора 495.

Найдено, масс.%: 8 89,20; Й 9,92.

Вычисленные дляЯ g (В Н ) р Н величины приведены выше.

Смесь подиергают разделению известными способами.

Данный способ позволяет получить высшие полимерные гидриды бора за одну операцию с выходом порядка 81-93% по отношению к массе3 H в исходном продукте без при1а ro менения глубокого охлаждения реакционной смеси и беэ избыточного давления в аппара те.

Формула изобретения

Способ получения гидридов бора состава

Q®Я (Я, Н } Ц, Я, где д 1-20, в виде

540819

Составитель В. Волков

Редактор Т. Пипипенко (Техред Н. Бабурка Корректор, Л. Федорчук

Заказ 5012/29 Тираж 658 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений н открытий

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 смеси с другими гндридамн, включающий взаимодействие соли гидридоборат-иона с жидким галогенводородом н разделение их одним из известных способов, о т л нч а ю шийся тем, что, с целью увеличения выхода целевого продукта и упрощен ия процессаэ В качестве исходных сое дине

\ ний используют декагндро-клозо-декаборег (2-) щелочного или щелочноземельного металла и жидкий фтористый водород, а взаимодействие их осуществлякл при температуре о от -10 до + 40 С без доступа влаги.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе:

4. У. Dobson Р.С.КеРРе Я.бсйаеЛе t био фа юс СЬ н и гу чо У:

Ь& 3, р.399-402,