DE1083263B

DE1083263B - Process for the preparation of derivatives of N-aminoborazane

Info

Publication number: DE1083263B
Application number: DEF24784A
Authority: DE
Inventors: Dr Konrad Lang
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1958-01-10
Filing date: 1958-01-10
Publication date: 1960-06-15

Description

Verfahren zur Herstellung von Derivaten des N-Aminoborazans Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Derivaten des N-Aminoborazans, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man Hydrazinhydrat oder Hydrazin bzw. dessen Alkyl- oder Arylderivate mit Borverbindungen der Formel BR3 oder BaHnR6-n. worin R ein Alkylrest und n eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist, oder mit Gemischen dieser Borverbindungen umsetzt.Process for the preparation of derivatives of N-aminoborazane subject the invention is a process for the preparation of derivatives of N-aminoborazane, which is characterized in that hydrazine hydrate or hydrazine or its Alkyl or aryl derivatives with boron compounds of the formula BR3 or BaHnR6-n. wherein R is an alkyl radical and n is an integer from 2 to 5, or mixtures of these Boron compounds implemented.

Die Reaktionsprodukte sind farblose, an der Luft in kompakter Form nicht von selbst entflammbare Stoffe, die beim Entzünden unter großer Wärmeentwicklung ruhig abbrennen. Da Hydrazine, besonders Dimethylhydrazin, bekannte Treibstoffe mit zwar geringer Verbrennungswärme, aber hoher Schubkraft sind, vereinigen diese neuen als Treibstoffe verwendeten Stoffe die hohe Wärmeleistung der bekannten Alkylderivate des Borwasserstoffs mit der großen Schubleistung der Hydrazine in einer gefahrlos zu handhabenden Form. The reaction products are colorless, in air in compact form non-flammable substances which, when ignited, generate a great deal of heat burn down calmly. Since hydrazines, especially dimethylhydrazine, are known fuels with low heat of combustion, but high thrust, combine them new substances used as fuels the high thermal output of the known alkyl derivatives of the boron hydrogen with the high thrust of the hydrazine in a safe way shape to be handled.

Ein weiterer Fortschritt bietet sich in der Verwertbarkeit von Substanzmischungen, bestehend aus partiell und vollständig alkylierten Boranen. Solche Borangemische für sich sind selbstentzündlich; ihre Verbindungen mit Hydrazinen sind dies nicht mehr.Another advance is the usability of mixtures of substances, consisting of partially and fully alkylated boranes. Such borane mixtures are self-igniting; their connections with hydrazines are not more.

Nach den Berichten der Deutschen Chemischen Gesellschaft, 57, S. 818 (1924), kann durch Umsetzung von Bortriphenyl mit Phenylhydrazin ein Aminoborazan gewonnen werden. Nach dem Text der Veröffentlichung handelt es sich bei der Reaktion um eine Salzbildung. According to the reports of the German Chemical Society, 57, p. 818 (1924), an aminoborazane can be obtained by reacting boron triphenyl with phenylhydrazine be won. According to the text of the publication, it is the reaction about salt formation.

Ferner wird schon in dieser Arbeit auf den acidificierenden Einfluß der Phenylgruppen hingewiesen; dies steht in Übereinstimmung mit Angew. Chemie, 69, S. 684 (1957), d. h., Bortriphenyl ist eine wesentlich stärkere Säure als Boralkyle. Nun ist aber das Aminoborazan des Bortriphenyls eine an der Luft nicht längere Zeit haltbare Verbindung, welche beim Liegen rotbraun und klebrig wird; sie zersetzt sich beim Erhitzen kurz oberhalb ihres Schmelzpunktes. Es muß daher als überraschend angesehen werden, daß durch Umsetzung von Hydrazin mit Boralkylen, welche schwächere Säuren darstellen als Bortriphenyl, stabile, auch gegen Luft haltbare Produkte erhalten werden, unter denen die Öle, die am Stickstoff niedere Alkylreste oder keine Substituenten tragen, sogar ohne Zersetzung destillierbar sind.Furthermore, the acidifying influence is already mentioned in this work the phenyl groups pointed out; this is in accordance with Angew. Chemistry, 69, p. 684 (1957), d. that is, boron triphenyl is a much stronger acid than boron alkyls. But the aminoborazane of boron triphenyl is not a long time in air durable connection, which becomes red-brown and sticky when lying down; it decomposes when heated just above their melting point. It must therefore be surprising be considered that by reacting hydrazine with boron alkylene, which weaker Acids are obtained as boron triphenyl, stable products that are also stable against air be, among which the oils, the lower alkyl radicals on the nitrogen or no substituents wear, can even be distilled without decomposition.

Beispiel 1 In einem Rundkolben mit Rührwerk, Tropftrichter, Stickstoffeinleitrohr und Rückflußkühler werden unter sauerstofffreier N2-Atmosphäre 98 Gewichtsteile Bortriäthyl (95° C-Fraktion des Umsetzungsproduktes von Äthylen mit Natriumboranat bei Gegenwart von BF3) mit 66 Gewichtsteilen (= 1001 Überschuß) reinen l,1-Dimethylhydrazins langsam unter kräftigem Rühren umgesetzt. Durch Außenkühlung mit Eis wird die auftretende Reaktionswärme abgeführt. Das in 90 0/o der Theorie übersteigender Ausbeute entstandene B-Triäthyl-N-dimethylaminoborazan (C2H5)3B NH2 N (CH3)2 wird im Vakuum destilliert. Es stellt eine farblose, an der Luft nicht entflammende, schwach ölige Flüssigkeit dar, welche bei 45 bis 48"C unter 5 Torr siedet. Example 1 In a round bottom flask with stirrer, dropping funnel, nitrogen inlet tube and reflux condenser are 98 parts by weight under an oxygen-free N2 atmosphere Boron triethyl (95 ° C fraction of the reaction product of ethylene with sodium boronate in the presence of BF3) with 66 parts by weight (= 1001 excess) of pure 1,1-dimethylhydrazine implemented slowly with vigorous stirring. By external cooling with ice the occurring Heat of reaction dissipated. That in 90 0 / o the Theory of excessive yield B-triethyl-N-dimethylaminoborazane (C2H5) 3B NH2 N (CH3) 2 is distilled in vacuo. It is a colorless, slightly oily liquid that does not ignite in the air which boils below 5 torr at 45 to 48 "C.

Beispiel 2 Zu 87 Gewichtsteilen eines Rohproduktes aus der Umsetzung von Natriumboranat mit Äthylen und Borfluorid, bestehend aus einem Gemisch von B (C2Hs)3 und B2Hn(C2H5)6~n, worin n eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist, werden unter Rühren 80 Gewichtsteile l,l-Dimethylhydrazin (Überschuß) unter Außenkühlung zugetropft. Example 2 To 87 parts by weight of a crude product from the reaction of sodium boronate with ethylene and boron fluoride, consisting of a mixture of B (C2Hs) 3 and B2Hn (C2H5) 6 ~ n, where n is an integer from 2 to 5, are shown under Stirring 80 parts by weight of 1,1-dimethylhydrazine (excess) were added dropwise with external cooling.

Die Reaktion wird unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Das erhaltene ölige Produkt wird der Destillation unterworfen. Das in 9001, der Theorie übersteigender Ausbeute gewonnene Gemisch siedet zwischen 250 Cl 40 Torr und 80"C/5,5 Torr. Es stellt eine ölige, an der Luft in kompakter Form nicht entflammende Flüssigkeit dar.The reaction is carried out under a nitrogen atmosphere. The received oily product is subjected to distillation. That in 9001, beyond theory Yield obtained mixture boils between 250 Cl 40 Torr and 80 "C / 5.5 Torr. It is an oily liquid that does not ignite in compact form represent.

Beispiel 3 Zu einer wäßrigen verdünnten Lösung von Hydrazinhydrat wird unter sauerstofffreier Atmosphäre, Außenkühlung mit Eiswasser und kräftigem Rühren ein Boralkyl im Molverhältnis Hydrazinhydrat zu Boralkyl 1,1:1 eingetragen. Nach Beendigung der Umsetzung werden die Schichten getrennt und die organische Lage nach Trocknen mit Natriumsulfat destilliert. Example 3 To an aqueous dilute solution of hydrazine hydrate is under an oxygen-free atmosphere, external cooling with ice water and strong Stirring a boroalkyl in a molar ratio of hydrazine hydrate to boroalkyl 1.1: 1. After the reaction has ended, the layers are separated and the organic layer distilled after drying with sodium sulfate.

Im Falle des Bortriäthyls und des Bortri-n-propyls werden folgende Ergebnisse erhalten: (C2H5)3B NH2 - NH2 Kp. 67 bis 69"C/3 Torr, Ausbeute 940in der Theorie, (C3H7)3B NH2 - NH2 Kp. 880C/4 Torr, Ausbeute 92°/o der Theorie. In the case of boron triethyl and boron tri-n-propyl, the following are applicable Results obtained: (C2H5) 3B NH2 - NH2 b.p. 67-69 "C / 3 Torr, yield 940 in the Theory, (C3H7) 3B NH2 - NH2 bp. 880C / 4 Torr, yield 92% of theory.

Beispiel 4 In einem Rührkolben werden 54 g (0,5 Mol) frisch destilliertes Phenylhydrazin, gelöst in 200 mI Tetrahydrofuran, vorgelegt; der Kolben wird sorgfältig mit Stickstoff gespült, dann werden unter Rühren 70 g (0,5 Mol) Bortri-n-propyl zu der Lösung getropft. Man kühlt mit Eiswasser, so daß die Temperatur nur langsam von 20 auf 30"C steigt Nach beendeter Umsetzung destilliert man das Lösungsmittel im Vakuum ab. Das zurückbleibende Ö1 stellt man mehrere Stunden in ein Eis-Kochsalz-Gemisch, bringt dann das erstarrte Produkt auf Raumtemperatur, filtriert die öligen Anteile und preßt die feste, kristallisierte Additionsverbindung auf dem Tonteller ab. Man erhält so reines, bei 53°C schmelzendes, in Äther, Tetrahydrofuran, Petroläther, Methanol, Essigester leicht lösliches B-Tri-n-propyl-N-phenylaminoborazan m einer Ausbeute von 700/o der Theorie. Das Produkt ist an der Luft nicht selbstentzündlich. Example 4 In a stirred flask, 54 g (0.5 mol) of freshly distilled Phenylhydrazine, dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran, presented; the piston will be careful Purged with nitrogen, then 70 g (0.5 mol) of boron tri-n-propyl with stirring added dropwise to the solution. It is cooled with ice water so that the temperature is slow rises from 20 to 30 ° C. After the reaction has ended, the solvent is distilled off in a vacuum. The remaining oil is placed in an ice-salt mixture for several hours, then brings the solidified product to room temperature and filtered the oily components and presses the solid, crystallized addition compound on the clay plate. Man thus obtained pure, melting at 53 ° C, in ether, tetrahydrofuran, petroleum ether, Methanol, Ethyl acetate, easily soluble B-tri-n-propyl-N-phenylaminoborazane m one Yield of 700 / o of theory. The product is not self-igniting in air.

PATENTNSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Derivaten des N-Aminoborazans, dadurch gekennzeichnet, daß man Hydrazinhydrat oder Hydrazin bzw. dessen Alkyl- oder Arylderivate mit Borverbindungen der Formel BR3 oder B2Hn R6, worin R ein Alkylrest und X eine ganze Zahl von 2 bis 5 ist, oder mit Gemischen dieser Borverbindungen umsetzt. PATENT CLAIM: Process for the preparation of derivatives of N-aminoborazane, characterized in that hydrazine hydrate or hydrazine or its alkyl or aryl derivatives with boron compounds of the formula BR3 or B2Hn R6, in which R is an alkyl radical and X is an integer from 2 to 5, or with mixtures of these boron compounds implements.

Claims

Publications considered: Report of the Deutsche Chemischen Society, 1924, p. 818.