十八硼烷
含有十八个原子的硼氢化合物
十八硼烷一般指十八硼烷(22),是一种无机化合物,化学式为B18H22。它与许多高级硼氢化物一样,是一种无色易燃固体。尽管该化合物没有实际应用,但其结构具有理论和教学意义。它具有两种同分异构体,而且,它的几何异构体具有可拆分的手性。这说明,无机物也可以拥有与有机物类似的种类繁多的异构体。下文信息栏中的熔点为正-十八硼烷的数据,异-十八硼烷则有所不同。
简介
该硼烷虽然符合巢式硼烷BnHn+4的通式,但实际上是由两个壬硼烷单元形成的稠合式(conjuncto-)硼烷。因此,根据不同的稠合方式,我们可以得到两种异构体。
理化性质
结构
已知十八硼烷有两种异构体,这是硼簇中异构体的第一个例子。这些簇也很有趣,因为两个亚基团之间共享的硼中心具有异常高的B-B相互作用。异构体由两个B9H11多面体亚基团组成,每个亚基团都具有类癸硼烷形式,在B-B边缘连接。这两个硼原子各自与另外六个硼配位。这种化合物是第一个被发现的,在单个硼中心周围配位如此多的硼的化合物。它的两种不同的几何异构体,两个边缘融合的多面体彼此的取向不同。这两种十八硼烷的结构如图所示,它们的亚基团相同,但正-B18H22具有中心对称结构(图中(a)、(b)),而异-B18H22则具有镜面对称结构(图中(c))。
十八硼烷是第一个发现具有多种异构形式的硼烷,是第一个几何异构体能够被拆分成单独对映异构体的硼烷,也是当时已知的第二个手性硼烷。
化学性质
这两种十八硼烷(22)的化学性质如下:在水溶液中表现为一元酸和二元酸,分别形成正-B18H21-、异-B18H21-和正-B18H202-、异-B18H202-离子;在无水条件下,它们与丁基锂反应也会分别生成正异二价负离子:
B18H22 + 2C4H9Li → B18H202- + 2C4H10 + 2Li+
正异B18H202-离子类似于B10H122-负离子,可与过渡金属的膦化物和羰基化物反应,生成(B18H20)MLn型配合物。正-B18H22与吡啶反应会生成一种橙色的取代物B18H20(C5H5N)2;异-B18H22与环已基胩作用可生成碳硼烷B18H20CNH2C6H11。B18H22与乙腈之间未见有反应,但三甲胺可从B18H22中提取一个桥氢而形成[Me3NH+][B18H21-]。将正-B18H22直接碘化可产生正-B18H21I。用钠汞齐还原这两种十八硼烷(22),先生成绿色的自由基离子·B18H22-,而后分别生成正异B18H222-离子。
制备方法
十八硼烷可以由B20H182-的氧化降解或B9H12-的氧化偶联形成。将[(C2H5)NH][B20H18]乙醇溶液通过一种酸性离子交换树脂,可以得到产率为60%的正-B18H22。热解(C2H5)2O·B9H13和(CH3)2S·B9H13可分别制得正异B18H22:
2L·B9H13 → B18H22 + 2L + 2H2
壬硼烷【15】及其衍生物可以得到这种L·B9H13前驱体。
参考资料
最新修订时间:2022-01-21 12:43
目录
概述
简介
理化性质
参考资料