DE1095831B

DE1095831B - Production of permanent addition compounds of boron trifluoride

Info

Publication number: DE1095831B
Application number: DEF27652A
Authority: DE
Inventors: Dr Konrad Lang; Dr Friedrich Schubert
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1959-02-05
Filing date: 1959-02-05
Publication date: 1960-12-29

Description

Herstellung von beständigen Anlagerungsverbindungen des Bortrifluorids Bortrifluorid ist bekannt wegen seiner Neigung, mit organischen Verbindungen die verschiedenartigsten Reaktionen einzugehen. Es findet daher technische Verwendung als Katalysator bei vielen organischen Reaktionen, beispielsweise Alkylierungs-, Polymerisations- und Isomerisierungsreaktionen.Production of permanent addition compounds of boron trifluoride Boron trifluoride is known for its propensity to interact with organic compounds enter into a wide variety of reactions. It is therefore used for technical purposes as a catalyst in many organic reactions, e.g. alkylation, Polymerization and isomerization reactions.

Bortrifluorid ist weiterhin wegen seiner Wohifeilheft und Reaktionsfähigkeit ein beliebtes Ausgangsmaterial für die Herstellung von Borverbindungen. So dient es zur Gewinnung von Bonvasserstoffen, Boralkylen, Boranaten und Borazanen. Als stark korrodierend wirkendes Gas von nicht unbeträchtlicher Wasserempfindlichkeit kann Borfluorid nur mit hohem technischem Aufwand verarbeitet werden. Man verwendet daher Borfiuorid vorteilhaft in Form bestimmter Anlagerungsverbindungen. Borfluorid ist eine sogenannte Lewissäure und als solche zur Bildung von Anlagerungsverbindungen mit sogenannten Lewisbasen in starkem Maße befähigt. Zur Gruppe dieser Lewisbasen zählen Verbindungen, welche Atome mit freien Elektronenpaaren enthalten, z. B. Boron trifluoride is still popular because of its proficiency and responsiveness a popular starting material for the manufacture of boron compounds. So serve it for the extraction of Bonvasserstoffen, Boralkylen, Boranaten and Borazanen. as strongly corrosive gas with not inconsiderable water sensitivity Boron fluoride can only be processed with great technical effort. One uses therefore boron fluoride is advantageous in the form of certain addition compounds. Boron fluoride is a so-called Lewis acid and as such for the formation of addition compounds with so-called Lewis bases enabled to a large extent. To the group of these Lewis bases include compounds which contain atoms with lone pairs of electrons, e.g. B.

Amine, Äther, Phosphine, Nitrile, Oxime, Aminoxyde, Carbonsäuren, organische Säureanhydride, Ester, Säureamide u. a. (s. Gmelin, Handbuch der Anorganischen Chemie, System Nr. 13, Ergänzungsband, 1954). Von besonderer Bedeutung sind hierbei die Borfluoridanlagerungsverbindungen an Äther und Amine.Amines, ethers, phosphines, nitriles, oximes, amine oxides, carboxylic acids, organic acid anhydrides, esters, acid amides and others. (See Gmelin, Handbook of Inorganic Chemistry, System No. 13, Supplement, 1954). Are of particular importance here the compounds of addition of boron fluoride to ethers and amines.

Wegen der Reaktionsfähigkeit und vor allem der katalytischen Eigenschaften des Borfluorids sind sehr viele seiner Anlagerungsverbindungen nicht oder nur begrenzt beständig. So färbt sich frisch destilliertes und völlig farbloses Borfiuoriddiäthylätherat beim Stehen unter teilweiser Zersetzung braunschwarz. Leitet man in Tetrahydrofuran Bortrifluorid ein, so verfärbt sich das Gemisch sehr rasch und geht in eine braunschwarze, gummiartige Masse über. Because of the reactivity and especially the catalytic properties of boron fluoride, many of its addition compounds are not or only limited resistant. This is how freshly distilled and completely colorless boron fluoride diethyl etherate is colored brown-black with partial decomposition when standing. One conducts in tetrahydrofuran Boron trifluoride, the mixture changes color very quickly and turns into a brown-black, gummy mass over.

Die Herstellung von reinem, farblosem Borfluoridtriäthylaminat (C2H5)3N . BF3 aus den Komponenten ist praktisch nicht möglich, da sich das Produkt bei Raumtemperatur sehr rasch in eine schwarzbraune Schmiere verwandelt (Gmelin, Handbuch der Anorganischen Chemie, System Nr. 13, Ergänzungsband 1954, S. 250). The production of pure, colorless boron fluoride triethylaminate (C2H5) 3N . BF3 from the components is practically impossible because the product is at room temperature very quickly transformed into a black-brown smear (Gmelin, Handbuch der Inorganischen Chemie, System No. 13, Supplementary Volume 1954, p. 250).

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von beständigen Anlagerungsverbindungen des Bortrifluorids an Lewisbasen durch Umsetzung von Bortrifluorid bzw. dessen Anlagerungsverbindungen mit Lewisbasen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß die Umsetzung in Gegenwart von geringen Mengen an Borwasserstoffen bzw. deren Anlagerungsverbindungen durchgeführt wird. The invention relates to a method for producing stable Addition compounds of boron trifluoride to Lewis bases through conversion of boron trifluoride or its addition compounds with Lewis bases, which is characterized by that the reaction in the presence of small amounts of boron hydrogen or their Addition compounds is carried out.

Es zeigte sich nämlich, daß die oben geschilderten Zersetzungsreaktionen praktisch vollständig unterdrückt werden, wenn man der Lewisbase, also z. B. dem betreffenden Amin oder Äther vor der Umsetzung mit Borfluorid eine geringe Menge eines Borwasserstoffes oder eines Anlagerungsproduktes der Borwasserstoffe zusetzt. It was found that the above-described decomposition reactions are practically completely suppressed when you use the Lewis base, so z. B. the concerned amine or ether before the reaction with boron fluoride a small amount a boron hydrogen or an addition product that adds boron hydrogen.

Von den Borwasserstoffen sind zwei Verbindungsarten bekannt, die den allgemeinen Formeln BnH1,+4 und Bahn+, entsprechen. Von den Anlagerungsverbindungen sind besonders die Metallborhydride oder Boranate Me H . B H3 und die Aminborane oder Borazane R3 N B H3 (Me = Metall, R = H oder Kohlenwasserstoffrest) zu nennen. Diese Anlagerungsverbindungen stellen bequem handzuhabende Formen der Borwasserstoffe dar und sind technisch leicht zugänglich. Es ist nicht notwendig, die Borwasserstoffe als solche einzusetzen, man kann sie auch in der Reaktionsmischung erzeugen. Versetzt man z. B. Tetrahydrofuran mit Natriumboranat und leitet dann Borfluorid ein, dann bildet sich Diboran, welches im Tetrahydrofuran in Form einer lockeren Anlagerungsverbindung etwas löslich ist: 3 NaBH4+4 Bs3+4 C4H8O + 4 C4H8O.BH3+3 NaBF4.Two types of compounds are known from the boron hydrogen general formulas BnH1, + 4 and Bahn +, correspond. From the addition compounds are especially the metal borohydrides or boranates Me H. B H3 and the amine boranes or borazanes R3 N B H3 (Me = metal, R = H or hydrocarbon radical). These addition compounds provide convenient forms of the boron hydrocarbons and are easily accessible from a technical point of view. It is not necessary to use the boron hydrogens to be used as such, they can also be produced in the reaction mixture. Relocated one z. B. tetrahydrofuran with sodium boronate and then initiates boron fluoride, then Diborane is formed, which in tetrahydrofuran takes the form of a loose addition compound is somewhat soluble: 3 NaBH4 + 4 Bs3 + 4 C4H8O + 4 C4H8O.BH3 + 3 NaBF4.

Führt man die gleiche Reaktion beispielsweise in Triäthylamin durch, dann bildet sich N-Triäthylborazan: 3 NaBH4+4 BFaH4(CH5)3N 4 4 (C2H5)3N . BH3+3NaBF4. If the same reaction is carried out, for example, in triethylamine, then N-triethylborazane is formed: 3 NaBH4 + 4 BFaH4 (CH5) 3N 4 4 (C2H5) 3N. BH3 + 3NaBF4.

Aus diesen Anlagerungsverbindungen wird bei weiterer Einwirkung von Borfluorid Diboran in Freiheit gesetzt: 2 (C2H5)3 N . Bs3+2 BF3 > 2 (C2H5)3N . BF3+B2Hß Man gibt normalerweise 0,5 bis 50/, Borwasserstoffverbindung, bezogen auf die zu gewinnende Menge Borfluoridanlagerungsverbindung, zu. With further action of, these addition compounds become Boron fluoride diborane set free: 2 (C2H5) 3 N. Bs3 + 2 BF3> 2 (C2H5) 3N . BF3 + B2Hß Usually 0.5 to 50% of the hydrogen boron compound is added on the amount of boron fluoride addition compound to be recovered.

Vorteilhaft werden die so erhaltenen An]agerungsverbindungen des Bortrifluorids anschließend an ihre Herstellung destilliert, wobei sie in farbloser, reiner Form anfallen. Die Beständigkeit der auf diesem Wege hergestellten Produkte ist überraschend groß, wobei für die Lagerbeständigkeit der Produkte ein geringer Gehalt an Borwasserstoff bzw. dessen Anlagerungsprodukten vorteilhaft ist. Das als unbeständig beschriebene Bortrifluoridtriäthylaminat fällt beispielsweise als schwachgelbgefärbtes, nach der Destillation unzersetzt haltbares, rein farbloses Produkt an; Borfluoridtetrahydrofuranat wird nach der Destillation als farblose, bei längerem Lagern einen in dicker Schicht gelblichen Farbton annehmende Flüssigkeit erhalten. The agglomeration compounds obtained in this way are advantageous Boron trifluoride is distilled after its production, where it is in colorless, pure form. The durability of the products made in this way is surprisingly large, with a lower one for the shelf life of the products Content of boron hydrogen or its addition products is advantageous. That as Boron trifluoride triethylaminate, which is described as inconsistent, falls, for example, as a pale yellow colored, after the distillation, the product can be kept undecomposed and is colorless; Boron fluoride tetrahydrofuranate becomes colorless after distillation, and thicker if stored for a longer period of time Get liquid that takes on a yellowish color.

Beispiel 1 Zu 21 technischem Tetrahydrofuran gibt man 20g Natnumboranat und leitet unter Rühren und Außenkühlung mit Eiswasser einen kräftigen Strom von Bortrifluorid ein; die Innentemperatur wird auf 20 bis 25° C gehalten. Die Umsetzung wird unter einem gut ziehenden Abzug durchgeführt. Nach beendeter Absorption des Boifuorids destilliert man das Produkt im Vakuum und erhält völlig farbloses und haltbares Bortrifluoridtetrahydrofuranat. Die Ausbeute ist praktisch quantitativ. Example 1 20 g of sodium boranate are added to 21 technical grade tetrahydrofuran and directs a powerful stream of with stirring and external cooling with ice water Boron trifluoride; the internal temperature is kept at 20 to 25 ° C. The implementation is carried out under a well-pulling fume cupboard. After the absorption of the The product is distilled in vacuo and boifuoride gets completely colorless and durable boron trifluoride tetrahydrofuranate. The yield is practically quantitative.

Beispiel 2 Zu 405 g Triäthylamin gibt man 5 g Natriumboranat und tropft unter kräftigem Rühren und Außenkühlung mit Eiswasser 560 g Borfluoridtetrahydrofuranat zu. Example 2 5 g of sodium boronate are added to 405 g of triethylamine and 560 g of boron fluoride tetrahydrofuranate are added dropwise with vigorous stirring and external cooling with ice water to.

Nach der Umsetzung destilliert man im Wasserstrahlvakuum zunächt das Tetrahydrofuran und anschließend bei 76"C und 1 Torr das Borfluoridtriäthylaminat ab.After the reaction, the first is distilled in a water jet vacuum Tetrahydrofuran and then at 76 "C and 1 Torr the boron fluoride triethylaminate away.

Es fällt in farbloser, haltbarer Form an.It is obtained in a colorless, durable form.

An Stelle von Natriumboranat kann auch N-Triäthylborazan (C2H5)3N-BH3 zugesetzt werden. Instead of sodium boranate, N-triethylborazane (C2H5) 3N-BH3 can be added.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of permanent addition compounds of boron trifluoride on Lewis bases by reaction of boron trifluoride or its addition compounds with Lewis bases, characterized in that the reaction in the presence of low Performs quantities of boron hydrogen or their addition compounds.