乙硼烷

乙硼烷一种是无机化合物，化学式为B₂H₆，是目前能分离出的最简单的硼烷。乙硼烷在室温下为无色气体，可以与空气形成爆炸性混合物，并且在潮湿空气中自燃。有剧毒。

乙硼烷
IUPAC名 Diborane(6)
识别
CAS号	19287-45-7  Y
ChemSpider	17215804
SMILES	[BH2]1[H][BH2][H]1
InChI	1/B2H6/c1-3-2-4-1/h1-2H2
InChIKey	KLDBIFITUCWVCC-UHFFFAOYAF
EINECS	242-940-6
ChEBI	33590
RTECS	HQ9275000
性质
化学式	B2H6
摩尔质量	27.67 g·mol⁻¹
外观	无色气体
密度	1.18 g/L (15 °C,气态)
熔点	−165.5 °C (108.15 K)
沸点	−92.5 °C (180.65 K)
溶解性（水）	反应
结构
配位几何	四面体 （硼）
分子构型	见内文
偶极矩	0 D
危险性
NFPA 704	4 4 4
闪点	可燃气体
自燃温度	38 °C
相关物质
相关硼化合物	癸硼烷(14) 三氟化硼
若非注明，所有数据均出自标准状态（25 ℃，100 kPa）下。

乙硼烷具有较高的化学活性，容易与各种无机分子和有机分子起反应。这不仅是因为乙硼烷生成热为正值（即所谓吸热化合物），还由于硼对氟、氧、氮、磷等电负性强的元素有很大的亲合力。

物理性质

乙硼烷为无色气体，其蒸汽压为(3.00×10⁴±133)Pa(-111.6℃)，相对密度为0.477(-122℃)及0.577(-183℃)。

结构

乙硼烷分子具有D_2h点群。两个硼原子各用两个 sp² 混成轨域与两个氢原子的 1s 轨道重叠形成 B-H σ键的同时，每个硼原子又用第三个 sp² 混成轨域和余下的一个 p 轨道组合成两个轨道 Φ，分别位于平面上下。两个轨道分别与两个氢原子的 1s 轨道成两个垂直于平面的三中心两电子 BHB 键，正好用上余下的4个价电子。因此乙硼烷分子不能自由旋转。

合成

乙硼烷可通过以下方法合成：

• 用质子进行阳离子取代：

MnB + 3H⁺ → 1/2 B₂H₆ + Mn³⁺

• 用单质氢进行氢化：

BCl₃ + 3H₂ → 1/2 B₂H₆ + 3HCl

R₃B + 3H₂ → 1/2B₂H₆ + 3RH

• 用金属氢化物和复合氢化物进行H⁻取代：

6 BF₃ + 8 NaH → B₂H₆ + 6 NaBF₄

4BCl₃ + 3LiAlH₄ → 2B₂H₆ + 3LiAlCl₄

3LiBH₄ + (C₂H₅)₂O.BF₃ −^{(C₂H₅)₂O}→ 2B₂H₆ + 3LiF + (C₂H₅)₂O（纯度90-95%）

3NaBH₄ + 4BF₃ −^二甘醚→ 2B₂H₆ + 3NaBF₄

LiAlH₄ + BF₃ → B₂H₆ + LiF + AlF₃

这个反应在室温即能进行。其机理分为两步，具体如下：

(1)LiAlH₄ + BF₃ → LiBH₄ + AlF₃

(2)LiBH₄ + BF₃ → B₂H₆ + LiF

• 通过质子迁移或电解，从BH₄⁻离子中脱去H⁻：

KBH₄ + H⁺ −^无水酸→ 1/2 B₂H₆ + K⁺ + H₂

LiBH₄ −^电解→ Li + 1/2 B₂H₆ + 1/2 H₂

NaBH₄ + H₂PO₃F −^真空→ 1/2 B₂H₆ + NaHPO₃F + H₂（产率79%）

KBH₄ + H₃PO₄→ 1/2 B₂H₆ + H₂ + KH₂PO₄

• 高级硼烷热解：

B₄H₁₀ −^△→ B₂H₆ + 高级硼烷和聚合物

B₄H₁₀ + B₅H₁₁ −^△→ 2B₂H₆ + B₅H₉

• 通过配位使高级硼烷降解：

B₄H₁₀ + 2(CH₃)₂O → (CH₃)₂O.BH₃ + (CH₃)₂O.B₃H₇

(CH₃)₂O.BH₃ → 1/2 B₂H₆ + (CH₃)₂O

• 用硼氢化钠还原氯化亚汞：

2NaBH₄ + Hg₂Cl₂ −^二甘醚→ B₂H₆ + H₂ + 2NaCl + 2Hg

反应

乙硼烷可进行的反应可大致分为以下几种：

加合反应

乙硼烷是缺电子化合物，可以与许多配体形成单桥加合物，如C₅H₅N·B₂H₆等。这类加合物的通式为：

L → BH₂ … H … BH₂

取代反应

乙硼烷分子中的端梢氢原子，可被一些有机基团取代形成各种各样的有机衍生物：

(6-n) B₂H₆ + 2n BR₃ ⇔ 6 B₂H_6-nR_n (n=1,2,3,4)

形成五、六取代物的同时往往伴随桥键的断裂而发生歧化反应。

卤代乙硼烷（氟除外）可通过B₂H₆与BX₃的平衡反应制取，溴代物也可通过乙硼烷直接溴代获得。 乙硼烷在低温就可以和醇、醚、酮及酯类发生反应 ：

B₂H₆ + 4 CH₃OH → 2 HB(OCH₃)₂ + 4 H₂

B₂H₆ + 4 CH₃COH → 2 HB(OCH₂CH₃)₂

B₂H₆ + 4 CH₃COCH₃ → 2 HB[(OCH₂CH₃)₂]₂

B₂H₆ + 2 CH₃COOC₂H₅ → 2 HB(OC₂H₅)₂

加成反应

乙硼烷可与烯烃定量加成，产物是烷基硼：

3RCH=CH₂ + 1/2 B₂H₆ → (RCH₂CH₂)₃B

烷基硼在有机合成中具有重要用途。参见硼氢化反应等。

B₂H₆ + 6 C₆H₆ → 2 (C₆H₅)₃B + 6 H₂

乙硼烷可以和苯在100℃下反应。

B₂H₆ + BCl₃ ⇔ B₂H₅Cl

乙硼烷和溴、碘反应分别产生B₂H₅Br和B₂H₅I. B₂H₅Cl极不稳定。

乙硼烷也可以和一氧化碳反应：

B₂H₆ + 2 CO ⇔ 2 BH₃CO（羰基甲硼烷）

还原反应

乙硼烷是亲电试剂，并且可将很多官能团还原，如将醛和酮还原为醇，腈还原成胺，肟还原成N-烷基羟胺，施夫碱还原为仲胺等。

乙硼烷极易水解，与水反应生成硼酸和氢：

B₂H₆ + 6H₂O → 2H₃BO₃ + 6H₂

而相对分子质量较大的戊硼烷和癸硼烷只有加热才能水解。

乙硼烷与氨在90 °C反应生成环硼氮烷：

3 B₂H₆ + 6 NH₃ → 2 B₃N₃H₆ + 12 H₂

氧化反应

极纯的硼烷在干燥空气或氧气中并不自燃，但如果有微量杂质存在，就立刻发生自燃现象。

B₂H₆ + 3 O₂ → B₂O₃ + 3 H₂O

此反应放热很大，故硼烷可在火箭和导弹中用作高能喷射燃料。

二硼烷可以和卤素反应。和氯气的反应很剧烈。

B₂H₆ + 6 Cl₂ → 2 BCl₃ + 6 HCl

用途

乙硼烷被用于火箭推进剂，也被用于制取半导体用高纯硼的原料。 还可与烯烃发生硼氢化反应制醇，这是制醇的重要方法。

储存

乙硼烷可以储存，但长期存放逐渐转变为氢及高级硼烷。

参见

• 硼烷

扩展阅读

• H. C. Brown "Organic Synthesis via Boranes" John Wiley, New York, 1975. ISBN 0-471-11280-1.

外部链接

• 国际安全卡0432（页面存档备份，存于互联网档案馆）