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DE1071703B - - Google Patents

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Publication number
DE1071703B
DE1071703B DENDAT1071703D DE1071703DA DE1071703B DE 1071703 B DE1071703 B DE 1071703B DE NDAT1071703 D DENDAT1071703 D DE NDAT1071703D DE 1071703D A DE1071703D A DE 1071703DA DE 1071703 B DE1071703 B DE 1071703B
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DE
Germany
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boron
tetrahydrofuran
alkyl
distilled
aryl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1071703D
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German (de)
Publication date
Publication of DE1071703B publication Critical patent/DE1071703B/de
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07FACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F5/00Compounds containing elements of Groups 3 or 13 of the Periodic Table
    • C07F5/02Boron compounds
    • C07F5/027Organoboranes and organoborohydrides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)

Description

Boralkyle und Borwasserstoffe besitzen technische Bedeutung nicht nur als Hochleistungstreibstoffe, sondern auch als Reduktionsmittel und Zwischenprodukte für Treibstoffe, Treibstoffzusätze und Reduktionsmittel.Boron alkyls and boron hydrocarbons are of technical importance not only as high-performance fuels, but also also as reducing agents and intermediates for fuels, fuel additives and reducing agents.

Eine Synthese zwischen den beiden Verbindungstypen, den reduzierend wirkenden Borwasserstoffen und den Borkohlenwasserstoffen mit ihrem ungesättigten Charakter stellen die Borwasserstoff-Kohlenwasserstoff-Verbindungen, beispielsweise die Alkyiborhydride B2 Hn Re-n dar, worin R AUcylrest und η eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist. Zu ihrer Gewinnung nennt die Literatur vier prinzipielle Verfahren:A synthesis between the two types of compounds, the reducing boron hydrocarbons and the boron hydrocarbons with their unsaturated character, are the boron hydrocarbon compounds, for example the alkyiborohydrides B 2 H n R e - n , in which R AUcyl radical and η is an integer from 2 to 5 is. The literature names four basic methods for obtaining them:

1. Die Umsetzung von Diboran mit Boralkylen, 12 Stunden bei Raumtemperatur.1. The reaction of diborane with boron alkylene, 12 hours at room temperature.

2. Die Hydrierung von Boralkylen mit Wasserstoff.2. The hydrogenation of boron alkylene with hydrogen.

3. Die Umsetzung von Natriumboranat mit Vinylbromid oder Alkylbromid in Tetraäthylenglycoldimethyläther. 3. The reaction of sodium boronate with vinyl bromide or alkyl bromide in tetraethylene glycol dimethyl ether.

4. Die Umsetzung von Borwasserstoffen mit Natriumalkyl. 4. The reaction of boron hydrogen with sodium alkyl.

Diese Verfahren sind mit einer Reihe von Mängeln behaftet. So verlangt Methode 1 das Arbeiten mit Diboran, welches außerordentlich giftig, leicht flüchtig und explosiv ist; außerdem sind die Reaktionszeiten für eine technische Anwendung zu lang. Verfahren 2 bietet zwar die Möglichkeit. einer technischen Durchführung, doch muß hier erst durch AlkyHerung ein Boralkyl gewonnen werden, in dem dann wieder Alkylgruppen durch Wasserstoff substituiert werden. Die Ausbeute, bezogen auf Alkyl, ist also erheblich vermindert. Nach 3 müssen schwer zugängliche Alkylenbromide und schwer zugänglicher Tetraäthylenglycoldimethyläther eingesetzt werden. Verfahren 4 verwendet gleichermaßen schwer zu handhabende Borwasserstoffe und Natriumalkyle.These methods suffer from a number of shortcomings. Method 1 requires working with diborane, which is extremely poisonous, volatile and explosive; in addition, the response times for a technical application too long. Method 2 offers the possibility. a technical implementation, but here a boron alkyl must first be obtained by alkylation, in which alkyl groups then pass through again Hydrogen can be substituted. The yield, based on alkyl, is therefore considerably reduced. After 3 must Inaccessible alkylene bromides and inaccessible tetraethylene glycol dimethyl ether are used. Method 4 uses difficult-to-handle hydroboron and sodium alkyls alike.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkyl- bzw. Arylborhydriden, das darin besteht, daß Trialkyl- bzw. Triarylborane mit Boranaten und Borhalogeniden bzw. deren Anlagerungsverbindungen umgesetzt werden. Beispielsweise setzen sich Boralkyle mit Natriumboranat und Bortrifluorid, vorzugsweise in einem Lösungsmittel, z. B. Tetrahydrofuran, zu Alkylborhydriden nach der folgenden Gleichung um: 3/4« NaBH4 + η BF3 + (6-«) BR3 = 3 B2HftR6-.» 4- 3/4« NaBF4 (η = ganze Zahl 2 bis 5; R = Alkyl- oder Arylrest). Ferner lassen sich nicht nur die freien Borhalogenide, sondern auch ihre Anlagerungsverbindungen, z. B. (besonders bei Verwendung von Äthern als Lösungsmittel) Borhalogenid-Äther-Verbindungen verwenden. The invention relates to a process for the preparation of alkyl or aryl borohydrides, which consists in reacting trialkyl or triaryl boranes with boranates and boron halides or their addition compounds. For example, boron alkyls sit with sodium boronate and boron trifluoride, preferably in a solvent, e.g. B. tetrahydrofuran, to alkyl borohydrides according to the following equation: 3/4 "NaBH 4 + η BF 3 + (6-") BR 3 = 3 B 2 H ft R 6 -. " 4- 3/4 «NaBF 4 (η = integer 2 to 5; R = alkyl or aryl radical). Furthermore, not only the free boron halides, but also their addition compounds, e.g. B. (especially when using ethers as solvents) use boron halide ether compounds.

Die Durchführung der Reaktion bietet keine Schwierigkeiten, sie muß nur wegen der Sauerstoffempfindlichkeit der Reaktionspartner unter Stickstoff oder Argon vorgenommen werden. Die Umsetzung zwischen den Tri-There are no difficulties in carrying out the reaction; it only has to be carried out because of the sensitivity to oxygen the reactants can be made under nitrogen or argon. The implementation between the tri

Verfahren zur Herstellung von Alkyl- bzw. ArylborhydridenProcess for the preparation of alkyl or aryl borohydrides

Anmelder:'Applicant: '

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-BayerwerkPaint factories Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk

Dr. Konrad Lang und Dr. Friedrich Schubert, Leverkusen, sind als Erfinder genannt wordenDr. Konrad Lang and Dr. Friedrich Schubert, Leverkusen, have been named as the inventor

alkyl- bzw. Triarylboranen und dem in statu nascendi wirkenden Borwasserstoff, BH3, verläuft unter den gewählten Bedingungen sehr rasch, so daß trotz der sehr geringen Löslichkeit des Diborans in den als Lösungsmittel vorzugsweise verwendeten Äthern praktisch kein Diboran aus dem Reaktionsgemisch entweicht. Dies ist überraschend, denn es ist bekannt, daß einerseits beispielsweise Alkahboranate mit Borhalogeniden in Äthern praktisch quantitativ und sehr rasch unter Bildung von Diboran B2H6 reagieren und andererseits Boralkyle sich nur zögernd mit Diboran umsetzen. Es wäre also zu erwarten gewesen, daß der größte Teil der Boranat-Borhalogenid-Boralkyl-Umsetzung zur Bildung von Diboran und nicht, wie es tatsächlich der Fall ist, zur praktisch quantitativen Bildung von Alkylborhydriden führt. Als Reaktionstemperatur wählt man vorzugsweise schwach erhöhte Temperaturen; zur Vervollständigung der Reaktion kann man die Reaktionsmischung noch unter Rückfluß kochen. Nach Filtration und Abtreiben des Lösungsmittels hinterbleibt das rohe Alkyl- bzw. Arylborhydridgemisch, das durch fraktionierte Destillation von den Nebenprodukten, den durch Disproportionierung entstandenen mehr oder weniger Alkyl- bzw. Arylgruppen enthaltenden Borhydriden, abgetrennt wird.alkyl or triarylboranes and the nasal borane, BH 3 , proceed very quickly under the conditions chosen, so that, despite the very low solubility of the diborane in the ethers preferably used as solvents, practically no diborane escapes from the reaction mixture. This is surprising because it is known that on the one hand, for example, alkahboranates react practically quantitatively and very quickly with boron halides in ethers to form diborane B 2 H 6 and, on the other hand, boron alkyls react only hesitantly with diborane. It would therefore have been expected that the major part of the boranate-boron halide-boroalkyl reaction leads to the formation of diborane and not, as is actually the case, to the virtually quantitative formation of alkyl borohydrides. The reaction temperature chosen is preferably slightly elevated temperatures; to complete the reaction, the reaction mixture can still be refluxed. After filtration and removal of the solvent, the crude alkyl or aryl borohydride mixture remains, which is separated off by fractional distillation from the by-products, the borohydrides containing more or less alkyl or aryl groups resulting from disproportionation.

Ein technischer Fortschritt ist durch das Verfahren insofern gegeben, als es einmal technisch leicht zugängliehe und wohlfeile Ausgangsmaterialien, wie z. B. Natriumboranat, Bortrialkyle bzw. -triaryle und Borhalogenide, verwendet, wobei sowohl der in Form von Boranat eingesetzte Wrasserstoff wie auch das Boralkyl- bzw. -aryl in einer Verfahrensstufe zur Bildung des gewünschten Alkyl- bzw. Arylborhydrids verbraucht werden. Ein anderer Vorteil des Verfahrens besteht darin, daß die Ausgangsstoffe relativ leicht handhabbare Körper von geringer Giftigkeit sind, so daß die Umsetzungen in inerter Atmosphäre ohne weitere VorsichtsmaßnahmenA technical advance is given by the process insofar as it is technically easily accessible and inexpensive starting materials such. As sodium borohydride, boron trialkyls or -triaryle and boron halides used, wherein both the employed in the form of borohydride on Hydrogen W r as well as the boron alkyl and aryl are consumed in a process step to form the desired alkyl or Arylborhydrids. Another advantage of the process is that the starting materials are relatively easy to handle bodies of low toxicity, so that the reactions can be carried out in an inert atmosphere without further precautionary measures

909 690/581909 690/581

Claims (1)

Lurchgeführt werden können. Dagegen erfordert die Verwendung des giftigen und explosiven Diborans, welches .ußerdem nur relativ langsam reagiert, umfangreiche Schutzmaßnahmen, wodurch eine eventuelle technische Durchführung der betreffenden Verfahren erschwert vird.Can be carried out. In contrast, the use of which requires the toxic and explosive diborane which .ußerdem responds relatively slowly, extensive protective measures for a possible technical implementation of these procedures difficult vill. Die erfindungsgemäß hergestellten Alkyl- und Aryl- >orhydride finden Verwendung als chemische Zwischenprodukte, Hochleistungstreibstoffe und in organischen flüssigkeiten lösliche Reduktionsmittel.The alkyl and aryl> orhydrides produced according to the invention are used as chemical intermediates, High-performance fuels and reducing agents soluble in organic liquids. Beispiel 1example 1 In einem Rundkolben mit Rückflußkühler, Tropfrichter, Rührwerk und Eintauchthermometer wird unter stickstoff eine Suspension von 64 g Natriumboranat, >60 g Bortripropyl in 0,751 Tetrahydrofuran im Verlauf ron 1,5 Stunden unter kräftigem Rühren mit 280 g Bor- :rifluorid-diäthyläther versetzt. Man läßt die Innenemperatur hierbei nicht über 50° C steigen.In a round bottom flask with reflux condenser, dropping funnel, mechanical stirrer and immersion thermometer, a suspension of 64 g of sodium borohydride,> 60 g Bortripropyl in 0.751 of tetrahydrofuran under nitrogen in the course ron 1.5 hours under vigorous stirring with 280 g of boron: rifluorid-diethyl ether was added. The internal temperature is not allowed to rise above 50 ° C. during this process. Sodann erhitzt man im Wasserbad 2 Stunden zumRücklußsieden, filtriert die erhaltene Mischung und vertreibt las Lösungsmittel. Den Rückstand destilliert man bei 16 bis 50°C/2Torr und erhält in oO 0Z0Iger Ausbeute Tetrapropylborhydrid, eine farblose, mit Wasser, Säuren rnd Laugen heftig unter Wasserstoffentwicklung reagierende Flüssigkeit, deren Zusammensetzung durch volunetrische Bestimmung des bei der Hydrolyse entstanlenen Wasserstoffs und acidimetrische Bestimmung des Borgehaltes nach Aufschluß mit Natriumperoxyd ernittelt wurde. Die neben Tetrapropylborhydrid entstan-The mixture is then refluxed for 2 hours in a water bath, the mixture obtained is filtered and the solvent is driven off. The residue is distilled at 16 to 50 ° C / 2Torr and receives in o O 0 Z 0 yield Tetrapropylborhydrid, a colorless, with water, acids rnd liquors highly reactive with evolution of hydrogen liquid whose composition by volunetrische determining the entstanlenen in the hydrolysis of hydrogen and acidimetric determination of the boron content after digestion with sodium peroxide. In addition to tetrapropyl borohydride, denen Propylborhydride konnten aus dem abdestillierten Lösungsmittel durch Umsetzung mit Triäthylamin in Form der N-Triäthylborazane gewonnen werden. Es wurde hierbei hauptsächlich N-Triäthyl-B-propylborazan, (C2H5)3N-BH2(C3H7), gebildet.which propylborohydrides could be obtained from the distilled solvent by reaction with triethylamine in the form of the N-triethylborazane. Mainly N-triethyl-B-propylborazane, (C 2 H 5 ) 3 N-BH 2 (C 3 H 7 ), was formed. Beispiel 2
8 (C6H5)3B +3 NaBH4+4 BF3· C4H8O
* 12 (CeH6)2BH + 3 NaBF4 + 4 C4H8O
Example 2
8 (C 6 H 5 ) 3 B +3 NaBH 4 +4 BF 3 • C 4 H 8 O
* 12 (C e H 6 ) 2 BH + 3 NaBF 4 + 4 C 4 H 8 O
In einem Rundkolben mit Rückflußkühler, Tropftrichter, Rührwerk und Eintauchthermometer tropft man unter kräftigem Rühren zu einer Suspension von 20 g Natriumboranat und 195 g Triphenylboran in 21 Tetrahydrofuran langsam 65 g Bortrifluorid-Tetrahydrofuran so zu, daß die Innentemperatur 40° C nicht überschreitet. Anschließend kocht man 3 Stunden unter Rückfluß, läßt erkalten, filtriert und destilliert aus dem Filtrat das Tetrahydrofuran ab. Den Destillationsrückstand reinigtIn a round bottom flask equipped with a reflux condenser, dropping funnel, stirrer and immersion thermometer, it is added dropwise with vigorous stirring to a suspension of 20 g of sodium boranate and 195 g of triphenylborane in 21% of tetrahydrofuran slowly add 65 g of boron trifluoride-tetrahydrofuran so that the internal temperature does not exceed 40.degree. The mixture is then refluxed for 3 hours, allowed to cool, filtered and the filtrate is distilled From tetrahydrofuran. Cleans the distillation residue so man durch Vakuumdestillation bzw. Sublimation und erhält das Diphenylborhydrid als festen Körper vom Fp. 180° C in einer Ausbeute von 90% der Theorie.so one by vacuum distillation or sublimation and receives the diphenylborohydride as a solid body from Mp. 180 ° C in a yield of 90% of theory. Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Alkyl- bzw. Arylborhydriden, dadurch gekennzeichnet, daß Trialkyl- bzw. Triarylborane mit Boranaten und Borhalogeniden bzw. deren Anlagerungsprodukten umgesetzt werden.Process for the preparation of alkyl or aryl borohydrides, characterized in that trialkyl or triarylboranes reacted with boranates and boron halides or their addition products will.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6365779B2 (en) * 1996-03-29 2002-04-02 The Dow Chemical Company Boratabenzene cocatalyst with metallocene catalyst

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US6365779B2 (en) * 1996-03-29 2002-04-02 The Dow Chemical Company Boratabenzene cocatalyst with metallocene catalyst

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