DE1138051B

DE1138051B - Process for the preparation of hydrogen boride-nitrogen or hydrogen boride-phosphorus compounds

Info

Publication number: DE1138051B
Application number: DEK40060A
Authority: DE
Inventors: Dr Herbert Jenkner
Original assignee: Kali Chemie AG
Current assignee: Kali Chemie AG
Priority date: 1960-03-02
Filing date: 1960-03-02
Publication date: 1962-10-18

Description

Verfahren zur Herstellung von B orwasserstoff-Stickstoff-oder Borwasserstoff - Phosphor -Verbindungen Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Borwasserstoff-Stickstoff- oder Borwasserstoff- Phosphor - Verbindungen der Formel HR B - El R' R" bzw. von ringförmigen Borwasserstoff-Stickstoff- oder Borwasserstoff-Phosphor-Verbindungen der Formel (H B - El R')3, in der El ein Stickstoff- oder Phosphoratom, R Alkyl oder Wasserstoff sowie R' und R" Wasserstoff und/oder gleiche oder verschiedene Alkylreste bedeuten, welches gekennzeichnet ist durch die Umsetzung von Verbindungen der Formeln (Hal), B - El R' R" bzw. (Hal) R B - El R' R" bzw. [(Hal)B-ElR'j, in der El, R, R' und R" die vorstehend angegebene Bedeutung haben, mit durch bororganische Verbindungen aktiviertem Natriumhydrid bei -50 bis +1000 C. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können sowohl Verbindungen der Art B-Dichlor-N-Diäthylborazan als auch solche der Art B - Trichlor - N - Triäthylborazol reduziert werden. Als bororganische Verbindungen sind Boralkyle, Alkylborhydride und Alkylborhalogenide oder Komplexverbindungen der vorstehend genannten bororganischen Verbindungen mit Natriumhydrid geeignet. Process for the production of boron-nitrogen or boron-nitrogen - Phosphorus compounds The invention relates to a method for production of hydrogen boride-nitrogen or hydrogen boride-phosphorus compounds of the Formula HR B - El R 'R "or of ring-shaped hydrogen boride-nitrogen or hydrogen boride-phosphorus compounds of the formula (H B - El R ') 3, in which El is a nitrogen or phosphorus atom, R is alkyl or hydrogen and R 'and R "are hydrogen and / or identical or different Mean alkyl radicals, which is characterized by the conversion of compounds of the formulas (Hal), B - El R 'R "or (Hal) R B - El R' R" or [(Hal) B-ElR'j, in the El, R, R 'and R "have the meaning given above, with by organic boron Compounds activated sodium hydride at -50 to +1000 C. According to the invention Processes can be compounds of the type B-dichloro-N-diethylborazane as well those of the type B - trichloro - N - triethylborazole are reduced. As organic boron Compounds are boron alkyls, alkyl borohydrides and alkyl boron halides or complex compounds of the above-mentioned organoboron compounds with sodium hydride are suitable.

Bisher war es bekannt, Borwasserstoff-Stickstoff-Verbindungen aus den entsprechenden Borhalogen-Stickstoff-Verbindungen mittels teuren und empfindlichen Lithiumborhydrids und Aminhydrochloriden herzustellen, wobei durch frei werdende Halogenwasserstoffsäure aus den Aminhydrochloriden ein großer Teil des eingesetzten Lithiumborhydrids zerstört wird. Eine weitere Methode der Herstellung von Borwasserstoff - Stickstoff -Verbindungen ist die der Umsetzung von kostspieligen, toxischen und selbstentzündlichen Borwasserstoffen mit Stickstoffverbindungen durch längeres Erhitzen bei höherem Druck. Auf diese Weise wird Benrazol aus der Reaktion von Diboran mit Ammoniak bei 2000 C in 400/oiger Ausbeute und bei 3000 C in 470/oiger Ausbeute erhalten. Dabei wird Wasserstoff entwickelt, der zum Teil von Diboran stammt. So far it was known to consist of hydrogen boride-nitrogen compounds the corresponding boron-halogen-nitrogen compounds by means of expensive and sensitive Manufacture lithium borohydrides and amine hydrochlorides, being released by Hydrohalic acid from the amine hydrochlorides is a large part of the amount used Lithium borohydrids is destroyed. Another method of making hydrogen boride - Nitrogen compounds is the implementation of costly, toxic and Self-igniting hydrogen boron with nitrogen compounds due to prolonged heating at higher pressure. In this way, benrazole is made from the reaction of diborane with Ammonia was obtained at 2000 ° C. in 400% yield and at 3000 ° C. in 470% yield. In the process, hydrogen is developed, some of which comes from diborane.

In neuerer Zeit wurde die Möglichkeit der Verwendung von Alkalikomplexhydriden zur Hydrierung von Trichlorborazol zu Borazol untersucht. Dabei erwies sich Natriumtrimethoxyboranat als ungeeignet, weil das bei der Reaktion als Nebenprodukt entstehende Trimethoxyborat mit Borazol weiterreagierte. Bei Verwendung von Lithiumaluminiumhydrid konnte kein Borazol aus dem Reaktionsgemisch isoliert werden. More recently, the possibility of using alkali complex hydrides has been increased investigated the hydrogenation of trichloroborazole to borazole. Sodium trimethoxyboranate turned out to be unsuitable because the trimethoxyborate formed as a by-product in the reaction reacted further with borazole. When using lithium aluminum hydride, no Borazole can be isolated from the reaction mixture.

Mit Lithiumborhydrid gelang die Umsetzung von Trichlorborazol zu Borazol. Einer technischen Verwen- dung von Lithiumborhydrid als Reduktionsmittel steht aber entgegen, daß nur 25°/o des in ihm enthaltenen Wasserstoffs für die Umsetzung ausgenutzt werden können. Für die Umsetzung ist außerdem die Anwesenheit eines ethers nötig, aus Sither-Borazol-Gemischen kann Borazol aber auch durch wiederholte Destillation nicht vollständig abgetrennt werden.Trichloroborazole was converted into borazole with lithium borohydride. A technical use However, the use of lithium borohydride as a reducing agent is available contrary to the fact that only 25% of the hydrogen contained in it is used for the conversion can be. The presence of an ether is also necessary for the implementation, Borazole can also be obtained from Sither-Borazole mixtures by repeated distillation cannot be completely separated.

Gegenüber diesen bekannten Verfahren besitzt das erfindungsgemäße verschiedene Vorteile. So kann beispielsweise die Umsetzung in gegenüber den Ausgangs-und Endprodukten indifferenten Lösungs- oder Suspensionsmitteln durchgeführt werden. Ein weiterer Vorteil ist, daß die das Natriumhydrid aktivierenden bororganischen Verbindungen im Kreislauf geführt werden können, so daß im Endeffekt nur das technisch leicht und billig herstellbare Natriumhydrid verbraucht wird. Compared to these known methods, the inventive various advantages. For example, the implementation in opposite to the starting and End products indifferent solvents or suspending agents are carried out. Another advantage is that the organoboron which activate the sodium hydride Compounds can be circulated, so that in the end only that technical easily and cheaply produced sodium hydride is consumed.

Das Verfahren der Erfindung wird bei Temperaturen von etwa -50 bis 1000 C vorzugsweise in einem indifferenten Lösungs- oder Suspensionsmittel, beispielsweise in aliphatischen Kohlenwasserstoffen, durchgeführt. The process of the invention is carried out at temperatures from about -50 to 1000 C preferably in an inert solvent or suspension medium, for example in aliphatic hydrocarbons.

Borwasserstoff-Stickstoff- oder -Phosphor-Verbindungen können als Antiklopfmittel den Brenn- oder Treibstoffen zugesetzt oder auch selbst als Treibstoffe oder Blähmittel benutzt werden. Sie dienen ferner als Katalysatoren für die Polymerisation von ungesättigten organischen Verbindungen, gegebenenfalls in Verbindung mit anderen Metallchloriden oder -hydriden. Hydrogen boride nitrogen or phosphorus compounds can be used as Anti-knock agents added to the fuel or propellants or even as propellants themselves or blowing agents can be used. They also serve as catalysts for the polymerization of unsaturated organic compounds, possibly in conjunction with others Metal chlorides or hydrides.

Außerdem können sie als Ausgangsstoffe für die Herstellung temperaturbeständiger Kunststoffe oder als Zwischenprodukte für die pharmazeutische Industrie verwendet werden.They can also be used as starting materials for the manufacture of temperature-resistant Plastics or as Intermediate products for the pharmaceutical industry be used.

Beispiel 1 Eine Suspension von 7,9 Gewichtsteilen Natriumhydrid in 90 Gewichtsteilen Decan wurde bei 100 bis 110 0 C mit 46 Gewichtsteilen Bortripropyl versetzt, wobei sich der Komplex Natriumhydrid-Bortripropyl NaH B (C5 H7)3 bildete. Dann wurde auf 5 bis 0° C abgekühlt und eine Lösung von 18,2 Gewichtsteilen Trichlorborazol (BClNH)3 in 130 Gewichtsteilen Decan allmählich zugegeben. Die Temperatur wurde dabei zwischen 0 und 20 C gehalten, während zum Nachreagieren eine Temperatur von 200 C eingestellt wurde. Das entstandene Borazol-Decan-Gemisch wurde im Vakuum vom Kochsalz abgetrennt und redestilliert. Erhalten wurden 7,2 Gewichtsteile Borazol mit einem Siedepunkt von 56 bis 590 C, entsprechend 914/o der Theorie. Auf Grund von IR-Aufnahmen wurde festgestellt, daß es sich um reines Borazol handelte. Example 1 A suspension of 7.9 parts by weight of sodium hydride in 90 parts by weight of decane was mixed with 46 parts by weight of boron tripropyl at 100 to 110 ° C. added, whereby the complex sodium hydride-boron tripropyl NaH B (C5 H7) 3 was formed. It was then cooled to 5 to 0 ° C. and a solution of 18.2 parts by weight of trichloroborazole (BClNH) 3 in 130 parts by weight of decane was gradually added. The temperature was kept between 0 and 20 C, while a temperature of 200 C was set. The resulting borazole-decane mixture was in vacuo from Table salt separated and redistilled. 7.2 parts by weight of borazole were obtained with a boiling point of 56 to 590 C, corresponding to 914 / o of theory. Because of from IR images it was found that it was pure borazole.

Beispiel 2 Zu einer Suspension von 14,45 Gewichtsteilen Natriumhydrid in 90 Gewichtsteilen n-Heptan wurden 59 Gewichtsteile Bortriäthyl bei 90 bis 1000 C zugegeben. Anschließend wurde auf 0° C abgekühlt und eine Lösung von 48,9 Gewichtsteilen N-Triäthyl-B-trichlorborazol in 45 Gewichtsteilen Heptan zugegeben. Die Reaktion verlief exothenn. Durch Kühlung wurde die Temperatur zwischen 0 und 70 C gehalten. Example 2 To a suspension of 14.45 parts by weight of sodium hydride in 90 parts by weight of n-heptane, 59 parts by weight of boron triethyl were obtained at 90 to 1000 C added. It was then cooled to 0 ° C. and a solution of 48.9 parts by weight N-triethyl-B-trichloroborazole in 45 parts by weight of heptane was added. The reaction ran exothenn. The temperature was kept between 0 and 70 ° C. by cooling.

Nach Beendigung des Zutropfens wurde auf Zimmertemperatur erwärmt, anschließend filtriert und der Filtrationsrückstand mit Heptan gewaschen. Nach Abtrennen des Heptan-Bortriäthyl-Gemisches durch Destillation wurden bei 0,02 mm Hg zwischen 35 und 380 C 24 Gewichtsteile N-Triäthylborazol erhalten.After the end of the dropping, the mixture was warmed to room temperature, then filtered and the filtration residue washed with heptane. After detaching of the heptane-boron triethyl mixture Distillations were at 0.02 mm Hg between 35 and 380 C 24 parts by weight of N-triethylborazole obtained.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Process for the production of hydrogen boride nitrogen or hydrogen boride-phosphorus compounds of the formula HR B - El R 'R "or of ring-shaped Hydrogen boride-nitrogen or hydrogen boride-phosphorus compounds of the formula (H B - El R ') 3, in which El is a nitrogen or phosphorus atom, R is alkyl or hydrogen and R 'and R "are hydrogen and / or identical or different alkyl radicals, characterized in that boron halogen compounds of the formula (Hal) .2 B -El R 'R " or (Hal) R B -El R 'R "or [(Hal) B -ElR'] 3, in which El, R, R 'and R" have the meaning given above, with by organoboron compounds activated sodium hydride at temperatures between - 50 and +1000 C.

2. The method according to claim 1, characterized in that the organic boron Compounds boron alkyls, alkyl borohydrides or alkyl boron halides or complex compounds of these organoboron compounds can be used with sodium hydride.

Documents considered: British Patent No. 823 483; Journal of the American Chemical Society, 75, 1953, pp. 168-190; 76 1954, pp. 3303-3306; Nature, 167, 1951, pp. 1070, 1071; Applied chemistry, 68, 1956, p. 791.