複製鏈接
請複製以下鏈接發送給好友

十八硼烷

鎖定
十八硼烷一般指十八硼烷(22),是一種無機化合物,化學式為B18H22。它與許多高級硼氫化物一樣,是一種無色易燃固體。儘管該化合物沒有實際應用,但其結構具有理論和教學意義。它具有兩種同分異構體,而且,它的幾何異構體具有可拆分的手性。這説明,無機物也可以擁有與有機物類似的種類繁多的異構體。下文信息欄中的熔點為正-十八硼烷的數據,異-十八硼烷則有所不同。
中文名
十八硼烷
外文名
Octadecaborane
octadecaboron
doicosahydride
別    名
十八硼烷(22)
化學式
B18H22
分子量
216.77
CAS登錄號
21107-56-2
熔    點
180 ℃
水溶性
較低
密    度
1.012 g/cm³
外    觀
白色固體

十八硼烷簡介

該硼烷雖然符合巢式硼烷BnHn+4的通式,但實際上是由兩個壬硼烷單元形成的稠合式(conjuncto-)硼烷。因此,根據不同的稠合方式,我們可以得到兩種異構體。

十八硼烷理化性質

十八硼烷結構

分子結構 分子結構
已知十八硼烷有兩種異構體,這是硼簇中異構體的第一個例子。這些簇也很有趣,因為兩個亞基團之間共享的硼中心具有異常高的B-B相互作用。異構體由兩個B9H11多面體亞基團組成,每個亞基團都具有類癸硼烷形式,在B-B邊緣連接。這兩個硼原子各自與另外六個硼配位。這種化合物是第一個被發現的,在單個硼中心周圍配位如此多的硼的化合物。它的兩種不同的幾何異構體,兩個邊緣融合的多面體彼此的取向不同。這兩種十八硼烷的結構如圖所示,它們的亞基團相同,但正-B18H22具有中心對稱結構(圖中(a)、(b)),而異-B18H22則具有鏡面對稱結構(圖中(c))。
兩種異構體三維球棍模型 兩種異構體三維球棍模型
十八硼烷是第一個發現具有多種異構形式的硼烷,是第一個幾何異構體能夠被拆分成單獨對映異構體的硼烷,也是當時已知的第二個手性硼烷。

十八硼烷化學性質

這兩種十八硼烷(22)的化學性質 [1]  如下:在水溶液中表現為一元酸和二元酸,分別形成正-B18H21-、異-B18H21-和正-B18H202-、異-B18H202-離子;在無水條件下,它們與丁基鋰反應也會分別生成正異二價負離子:
B18H22 + 2C4H9Li → B18H202- + 2C4H10 + 2Li+
正異B18H202-離子類似於B10H122-負離子,可與過渡金屬的膦化物和羰基化物反應,生成(B18H20)MLn型配合物。正-B18H22與吡啶反應會生成一種橙色的取代物B18H20(C5H5N)2;異-B18H22與環已基胩作用可生成碳硼烷B18H20CNH2C6H11。B18H22與乙腈之間未見有反應,但三甲胺可從B18H22中提取一個橋氫而形成[Me3NH+][B18H21-]。將正-B18H22直接碘化可產生正-B18H21I。用鈉汞齊還原這兩種十八硼烷(22),先生成綠色的自由基離子·B18H22-,而後分別生成正異B18H222-離子。

十八硼烷製備方法

十八硼烷可以由B20H182-的氧化降解或B9H12-的氧化偶聯形成。將[(C2H5)NH][B20H18]乙醇溶液通過一種酸性離子交換樹脂,可以得到產率為60%的正-B18H22。熱解(C2H5)2O·B9H13和(CH3)2S·B9H13可分別製得正異B18H22
2L·B9H13 → B18H22 + 2L + 2H2
壬硼烷【15】及其衍生物可以得到這種L·B9H13前驅體。
參考資料
  • 1.    張青蓮.無機化學叢書-第二卷:科學出版社,1984