一种制备硼氢氮储能材料的方法转让专利

申请号 : CN201310292677.2

文献号 : CN103382017B

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发明人 : 刘吉平毕晓露

申请人 : 北京理工大学

摘要 :

本发明涉及一种制备硼氢氮储能材料的方法,属于硼氢氮储氢材料制备领域。本发明的制备方法具体步骤如下:1)将铵盐加入到无水溶剂中搅拌;2)将硼氢化物加入到第1)步的铵盐溶液中,升温反应;3)过滤,将滤液旋转蒸发得到白色固体粉末;4)将白色固体粉末溶于无水溶剂中,进行重结晶处理,得到白色晶体;5)将白色晶体真空干燥,可得到硼氢氮储氢材料。本发明的制备方法拓宽了铵盐的选用范围,反应条件温和,产率高,达到94%以上;得到的产物纯度高,最高达到99.9%以上,对于推进硼氢氮材料的实际应用具有重要的意义。同时无水溶剂可以循环使用,节约了成本,减小对环境的污染。

权利要求 :

1.一种制备硼氢氮储能材料的方法,其特征是:具体制备步骤如下:

1)按每升无水溶剂对应0.25~0.325mol铵盐的比例关系,将铵盐加入到无水溶剂中,搅拌10~30min;

2)将硼氢化物加入到第1)步的铵盐溶液中,在20~85℃,反应3~9h;其中,硼氢化物与铵离子的摩尔比为1:1~1.2;

3)对第2)步得到的混合溶液进行过滤,滤液在20~80℃进行旋转蒸发得到白色粉末;

4)将第3)步得到的白色粉末溶于无水溶剂中,制成硼氢氮粗产品的饱和溶液,然后将该饱和溶液以60~120滴/min的速度滴加到醚类溶剂中,直至有微晶出现为止,再将该混合溶液在-5℃~-2℃的条件下放置20~36h,得到白色结晶产物,重复上述结晶过程1~

3次;最后采用-2~5℃的醚类溶剂洗涤结晶产物1~5次,即得到重结晶产品,其中醚类溶剂的质量为结晶产物的1.4~4倍;

5)将第4)步得到的重结晶产品进行过滤后,在温度为20~80℃、真空度为≤0.05的条件下,干燥18~24h,即可得到白色晶体的硼氢氮储氢材料;

上述所用的铵盐为(NH4)2SO4、NH4NO3、(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S2O3、NH4Cl、(NH4)3PO4、NH4HCO3、(N2H5)2SO4、N2H5NO3、(N2H5)2CO3、CH3COON2H5、(N2H5)2S2O3、N2H5Cl、(N2H5)3PO4、N2H5HCO3、N2H6SO4中的任一种或一种以上以任意比例混合;

上述所用的硼氢化物为NaBH4、KBH4或LiBH4;

上述所用的无水溶剂为1,4—二氧杂环己烷、2-甲基呋喃、四氢呋喃、正庚烷或乙腈;

上述所用的醚类溶剂为石油醚、乙醚或二甲醚;

上述得到的硼氢氮储氢材料为BNH6、BN2H7、B2N2H10或B2N4H14。

2.如权利要求1所述的一种制备硼氢氮储能材料的方法,其特征是:第4)和5)步还可以采用如下方法代替:将第3)步得到的白色粉末在温度为40~60℃、真空度≤0.03的条件下,升华24~48h得到白色晶体。

说明书 :

一种制备硼氢氮储能材料的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种制备硼氢氮储能材料的方法,属于硼氢氮储氢材料制备领域。

背景技术

[0002] 能源问题是我国和当今世界面临的一大问题。随着国民经济的发展和城市化建设的深入,能源问题日益制约着经济的发展和人民生活质量的提高。目前化石燃料是能
源的主体,作为不可再生资源的一种,将其作为能源不仅生产效益低,同时也伴随着多种形式的污染。氢能是一种洁净高效的能源,可再生、能量密度高、便于能量形式转化,被认为是连接化石燃料和可再生资源的桥梁,是最理想的能源载体,成为研究的重点和热点
[Takimoto,M.:Hou,Z.Nature2006,443,400-401]。氢能的规模化应用必须解决氢的制备、储运和应用等相关技术,其中氢能的储存是研究中的难点、重点及热点。近几年来,氢能燃料电池及其相关领域得到了快速的发展,但经济、安全和高效的储氢技术问题仍然没有得到有效解决。因此,发展高能量密度、高效率安全的储氢技术是解决的关键技术。在各种储氢技术方式中,固态储氢具有储氢体积密度大、安全度高、运输方便且操作简单等显著优势,长期以来一直被视为最有发展前景的储氢方式。目前已有的储氢体系,虽具有高体积储氢密度,但在温和条件下的有效质量储氢容量多不高于3wt%,无法满足工业的发展需求。
因此,亟待研究一种更高能量密度的储氢材料,因而高储氢容量成为当前储氢研究领域的重点材料之一。
[0003] 硼氢氮材料是新型的储氢材料,理论含氢量高,在空气及运输过程中稳定,安全无毒,环境友好,可通过水解或热解等方式实现放氢。目前,硼氢氮材料可以采用硼烷液氮反应直接生成产物(S.G.Shore,K.W.B I noreg.Chem.1963,3,914-915.),但由于硼烷有剧毒、易燃,生产危险,工艺复杂,成本高等缺点限制了其使用;硼氢化物法中一般是通过硼氢化物和铵盐反应制得。如硼烷氨(BH3NH3)常用的方法就是硼氢化钠和碳酸铵
在四氢呋喃(THF)溶剂中反应,生成溶于四氢呋喃的硼烷氨,该方法生成硼酸盐、硼烷氨复合物、二氨合二硼烷等杂质,影响产物的纯度(P.V.Ramachandran,P.D.Gagare,I norg.Chem.2007,46,7810-7817.)。采用纯化的方法提高产物的纯度,需要在70~80℃进行热溶解,最终得到2wt%杂质的产物(让-菲利普·古登,若埃尔·勒努阿尔.适于获得高纯度
和非常高纯度硼烷氨的硼烷氨获得方法.CN201180035617.1)。该方法热溶解温度高,产物纯度依然不高,限制了其使用。
[0004] 尽管硼氢氮材料制备方法的研究已经取得了一定的进展,但目前仍然缺乏一种操作简单、经济、高效、纯度高、产率高的合成方法。

发明内容

[0005] 本发明目的是为了解决传统工艺制备硼氢氮材料时存在原料危险、工艺复杂、加工成本高、产物纯度低等缺点,而提供一种高容量固态硼氢氮储氢材料的方法。
[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
[0007] 本发明的一种制备硼氢氮储能材料的方法,其具体制备步骤如下:
[0008] 1)按每升无水溶剂对应0.25~0.325mol铵盐的比例关系,将铵盐加入到无水溶剂中,搅拌10~30min;
[0009] 2)将硼氢化物加入到第1)步的铵盐溶液中,在20~85℃,反应3~9h;其中,硼氢化物与铵离子的摩尔比为1:1~1.2;
[0010] 3)对第2)步得到的混合溶液进行过滤,滤液在20~80℃进行旋转蒸发得到白色粉末;
[0011] 4)将第3)步得到的白色粉末溶于无水溶剂中,制成硼氢氮粗产品的饱和溶液,然后将该饱和溶液以60~120滴/min的速度滴加到醚类溶剂中,直至有微晶出现为止,再将该混合溶液在-5℃~-2℃的条件下放置20~36h,得到白色结晶产物,重复上述结晶过程1~3次;最后采用-2~5℃的醚类溶剂洗涤结晶产物1~5次,即得到重结晶产品,其中
醚类溶剂的质量为结晶产物的1.4~4倍。
[0012] 5)将第4)步得到的重结晶产品进行过滤后,在温度为20~80℃、真空度为≤0.05的条件下,干燥18~24h,即可得到白色晶体的硼氢氮储氢材料。
[0013] 上述的第4)和5)步还可以采用如下方法代替:将第3)步得到的白色粉末在温度为40~60℃、真空度≤0.03的条件下,升华24~48h得到白色晶体;
[0014] 上述所用的铵盐为(NH4)2SO4、NH4NO3、(NH4)2CO3、CH3COONH4、(NH4)2S2O3、NH4Cl、(NH4)3PO4、NH4HCO3、(N2H5)2SO4、N2H5NO3、(N2H5)2CO3、CH3COON2H5、(N2H5)2S2O3、N2H5Cl、(N2H5)3PO4、N2H5HCO3、N2H6SO4中的任一种或一种以上以任意比例混合。
[0015] 上述所用的硼氢化物为NaBH4、KBH4、LiBH4。
[0016] 上述所用的无水溶剂为1,4—二氧杂环己烷、2-甲基呋喃、四氢呋喃、正庚烷、乙腈。
[0017] 上述所用的醚类溶剂为石油醚、乙醚、二甲醚。
[0018] 上述得到的硼氢氮储氢材料为BNH6、BN2H7、B2N2H10、B2N4H14。
[0019] 有益效果
[0020] 本发明的制备方法拓宽了铵盐的选用范围,反应条件温和,产率高,达到94%以上;得到的产物纯度高,最高达到99.9%以上,对于推进硼氢氮材料的实际应用具有重要的意义;过滤后的无水溶剂可以循环使用,节约了成本,减小对环境的污染。

附图说明

[0021] 图1为实施例1得到的硼氢氮储能材料的BNH6红外(FI-IR)光谱图。
[0022] 图2为实施例7得到的硼氢氮储能材料的BN2H7红外光谱图。
[0023] 图3为实施例13得到的硼氢氮储能材料的B2N2H10的X射线衍射图。

具体实施方式

[0024] 下面结合附图和实施例对本发明的内容作进一步描述。
[0025] 实施例1:
[0026] (1)将1.01mol的(NH4)2SO4加入5L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌桨、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有4L的1,4—二氧杂环己烷无水溶剂,搅拌30min;
[0027] (2)将2mol NaBH4加入到第(1)步的铵盐溶液中,搅拌30min后升温至40℃,反应5h;
[0028] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末58g,产率为94%;
[0029] (4)将第(3)步得到的白色粉末溶于在四氢呋喃无水溶剂中形成饱和溶液,将饱和溶液滴加至石油醚溶剂中,当有微晶出现时,在-5℃的条件下放置24h,得到白色结晶产物,重复3次结晶;采用86g的-2℃的石油醚溶剂洗涤结晶产物3次,得到白色晶体。
[0030] (5)将第(4)步的白色晶体放在温度为60℃、真空度为0.03的烘箱中干燥18h,得晶体产物43g,纯度达99.99%。图1是结晶产物BNH6的红外光谱图。
[0031] 从图1中可以看出:3310cm-1、3240cm-1为所得产品AB分子N-H键的伸缩振动吸收-1 -1峰,2384cm 、1060cm 为B-H键的伸缩振动和剪切振动位置。而硼氢化钠中B-H键特征吸
收位置和BH2键弯曲振动吸收位置完全消失。上述的数据证明,产物BNH6中不存在一些非晶态的化合物杂质,为高纯度的BNH6。
[0032] 实施例2
[0033] (1)将0.55mol的(NH4)2CO3加入已盛有2L 2-甲基呋喃无水溶剂的三口反应瓶中,三口反应瓶上装球形回流冷凝管、温度计及聚四氟乙烯搅拌桨,搅拌30min;
[0034] (2)将1mol NaBH4的加入到第(1)步的铵盐溶液中,搅拌30min后升温至42℃,反应4h;
[0035] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色粉末29.32g,产率为95%;
[0036] (4)将白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,形成饱和溶液,在60℃、真空度为0.02的烘箱中升华20h,得到BNH6白色晶体21.91g,BNH6纯度达99.4%。
[0037] 实施例3
[0038] (1)将0.26mol的(NH4)2CO3加入1L四口反应瓶中,在四口瓶上装有聚四氟乙烯搅拌、温度计、进料管、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,四口反应瓶中含有850ml的二氧戊环无水溶剂,搅拌20min;
[0039] (2)将0.5mol LiBH4加入到第(1)步的铵盐溶液中,搅拌30min,升温至43℃,反应3.5h;
[0040] (3)将(2)混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末14.5g,产率为94%;
[0041] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,将饱和溶液在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中升华12h,得到白色BNH6晶体产物12.6g,BNH6纯度达99.6%。
[0042] 实施例4
[0043] (1)将0.55mol的(NH4)2S2O3加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有聚四氟乙烯搅拌、温度计和球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,向三口反应瓶中加1200ml乙腈无水溶剂,搅拌25min;
[0044] (2)将1.0mol KBH4加入到第(1)步的铵盐溶液中,搅拌30min后升温至45℃,反应4.0h;
[0045] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末29.2g,产率为94.62%。
[0046] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为80滴/min,当出现微晶时,将其放置在-4℃条件下结晶
20h,过滤,每次用60ml 5℃石油醚在冰浴上洗涤2次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱干燥10h,得到白色BNH6晶体产物26.6g,BNH6纯度达99.92%。
[0047] 实施例5
[0048] (1)将0.35mol的(NH4)3PO4加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌桨、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,向三口反应瓶中加1400ml四氢呋喃无水溶剂,搅拌20min;
[0049] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入1.0mol KBH4,搅拌30min升温至48℃,反应4.5h;
[0050] (3)将第(2)步混合溶液过滤,将滤液旋转蒸发得到白色固体粉末30.3g,产率为98.18%;
[0051] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到二甲醚溶剂,滴加速度为80滴/min,当出现微晶时,将其放置在-2℃条件结晶20h,过滤,每次用55ml、2℃二甲醚在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥12h,得到白色BNH6晶体产物27.8g,BNH6纯度达99.73%。
[0052] 实施例6
[0053] (1)将0.26mol的NH4Cl加入1L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有800ml的2-甲基呋喃无水溶剂,搅拌30min;
[0054] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.25molNaBH4,搅拌30min升温至46℃,反应3h;
[0055] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到BNH6白色固体粉末7.4g,产率为95.92%;
[0056] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到乙醚溶剂中,滴加速度为70滴/min,当出现微晶时,将其放置在-3℃条件结晶24h,过滤,用-2℃乙醚在冰浴上洗涤3次,其中每次洗涤乙醚用量为35ml,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥9h,得到白色BNH6晶体产物5.9g,BNH6纯度达99.8%。
[0057] 实施例7:
[0058] (1)将1.1mol的N2H5HCO3加入5L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌桨、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有4L的乙腈无水溶剂,搅拌25min;
[0059] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入1mol LiBH4,搅拌30min后升温至80℃,反应7h;
[0060] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末44.5g,产率为97%;
[0061] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶液在四氢呋喃无水溶剂中,形成饱和溶液,将饱和溶液放在温度为55℃、真空度为0.03的真空烘箱中升华28h,过滤得晶体产物
1
33.38g,纯度达99.8%。图2为结晶产物BN2H7的HNMR谱。图2说明:对于N-H只有一个
明显的峰,说明HB中的N-H键所处的环境相同。
[0062] 实施例8:
[0063] (1)将0.6mol的CHCOON2H5加入已盛有2L 1.4-二氧杂环己烷无水溶剂的300ml三口反应瓶中,三口反应瓶上装有及温度计、球形回流冷凝管、聚四氟乙烯搅拌桨,搅拌
20min;
[0064] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.5mol NaBH4,搅拌30min后升温至75℃,反应9h;
[0065] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发至白色固体粉末BN2H7粗产物22.18g,产率为96.68%,;
[0066] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶于乙腈无水溶液中,得到饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为90滴/min,直至有微晶出现;
[0067] (5)将第(4)步的混合液置于-5℃条件下结晶36h,过滤,冰浴条件下用0℃的石油醚洗涤2次,每次洗涤石油醚的用量为44ml,得到的白色晶体产物在温度60℃、真空度为
0.02的烘箱中干燥12h,得到白色BN2H7晶体17.66g,BN2H7纯度达99.8%。
[0068] 实施例9:
[0069] (1)将0.27mol的(N2H5)2CO3加入1L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有860ml的二氧戊环无水溶剂,搅拌30min;
[0070] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.51mol LiBH4,搅拌30min升温至70℃,反应8h;
[0071] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到BN2H7白色固体粉末21.99g,产率为95.9%;
[0072] (4)将(3)得到的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为90滴/min,开始出现微晶时,将其放置在-1℃条件下结晶24h,过滤,在冰浴条件下,用65ml、1℃石油醚洗涤1次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥12h,得到白色BN2H7晶体产物19.71g,BN2H7纯度达99.78%。
[0073] 实施例10:
[0074] (1)将0.35mol的N2H5NO3加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中加1200ml乙腈无水溶剂,搅拌25min;
[0075] (2)向第(1)步铵盐溶液中加入0.33mol KBH4,搅拌30min升温至45℃,反应4.0h;
[0076] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到BN2H7白色固体粉末14.4g,产率为95.17%;
[0077] (4)将第(3)步的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为65滴/min,开始出现微晶时,将其放置在-5℃条件结晶20h,过滤,每次用60ml、2℃石油醚在冰浴上洗涤2次,得到的白色晶体产物在温度60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥10h,得到白色BN2H7晶体产物12.25g,BN2H7纯度达99.83%。
[0078] 实施例11:
[0079] (1)将0.35mol的(N2H5)3PO4加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,向三口反应瓶中加1400ml四氢呋喃无水溶剂,搅拌15min;
[0080] (2)向第(1)步铵盐溶液中加入1.0mol KBH4,搅拌30min后升温至62℃,反应6h;
[0081] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到BN2H7白色固体粉末44.89g,产率为97.84%;
[0082] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水中,制成饱和溶液,滴加到二甲醚溶剂中,滴加速度为70滴/min,开始出现微晶时,将其放置在-2℃条件结晶30h,过滤,每次用55ml、0℃二甲醚在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥12h,得到白色BN2H7晶体产物39.5g,BN2H7纯度达99.88%。
[0083] 实施例12:
[0084] (1)将0.26mol的(N2H5)2SO4加入1L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有800ml的2-甲基呋喃无水溶剂,搅拌20min;
[0085] (2)向第(1)步溶液中加入0.5molNaBH4,搅拌30min升温至70℃,反应5h;
[0086] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末BN2H722.21g,产率为96.81%;
[0087] (4)将第(3)步的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到乙醚溶剂中,滴加速度为70滴/min,开始出现微晶时,将其放置在-5℃条件结晶24h,过滤,在冰浴条件下,每次用35ml、-1℃乙醚洗涤5次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥9h,得到白色BN2H7晶体产物18.65g,BN2H7纯度达99.99%。
[0088] 实施例13:
[0089] (1)将1.1mol的(N2H6)0.5Cl加入5L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌桨、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有4L的2-甲基呋喃无水溶剂,搅拌25min;
[0090] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.5mo LiBH4,搅拌30min后升温至50℃,反应7.5h;
[0091] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末28.89g,产率为96.76%;
[0092] (4)将第(3)步的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,放在温度为40℃、真空度为0.02的烘箱中升华36h,过滤得晶体产物24.9g,纯度达99.82%。图3为B2N2H10的X射线衍射图。图3说明该方法合成了高纯度的B2N2H10。
[0093] 实施例14:
[0094] (1)将0.65mol的(N2H6)0.5NO3加入已盛有2L 1.4-二氧杂环己烷无水溶剂的300ml三口反应瓶中,装上温度计、球形回流冷凝管及聚四氟乙烯搅拌桨,搅拌15min;
[0095] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.3mol NaBH4,搅拌30min后升温至78℃,反应6h;
[0096] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末14.3g,产率为97.97%;
[0097] (4)将第(3)步的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,形成饱和溶液,然后滴加到石油醚中,当开始有微晶出现为止;
[0098] (5)将第(4)步的混合液置于-2.5℃条件下结晶22h,过滤,每次用45ml、2℃石油醚在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥
12h,得到白色B2N2H10晶体12.87g,B2N2H10纯度达99.92%。
[0099] 实施例15:
[0100] (1)将0.27mol N2H6CO3加入1L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有860ml的二氧戊环无水溶剂,搅拌22min;
[0101] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.25mol LiBH4,搅拌30min后升温至70℃,反应8h;
[0102] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体产物14.39g,产率为96.39%;
[0103] (4)将第(3)步的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为85滴/min,出现微晶时,将其放置在-5℃条件结晶24h,过滤,用70ml、1℃石油醚在冰浴上洗涤1次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥12h,得到白色B2N2H10晶体产物12.53g,B2N2H10纯度达99.86%。
[0104] 实施例16:
[0105] (1)将0.35mol的(N2H6)0.5HCO3加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中加1200ml正庚烷无水溶剂,搅拌30min;
[0106] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.165mol KBH4,搅拌30min后升温至45℃,反应6h;
[0107] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末9.67g,产率为98.10%;
[0108] (4)将第(3)步得到的白色固体粉末溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为95滴/min,开始微晶时,将其放置在-3℃条件结晶20h,过滤,每次用40ml、2℃石油醚在冰浴上洗涤2次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥10h,得到白色B2N2H10晶体产物6.13g,B2N2H10纯度达96.38%。
[0109] 实施例17:
[0110] (1)将0.35mol的(N2H6)1.5PO4加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,向三口反应瓶中加1400ml四氢呋喃无水溶剂,搅拌28min;
[0111] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.5mol KBH4,搅拌30min后升温至62℃,反应8h;
[0112] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末。将固体粉末放在55℃烘箱中干燥10h,即可得到B2N2H10粗产物29.48g,产率为98.72%;
[0113] (4)将第(3)步的粗产物溶于四氢呋喃无水中,制成饱和溶液,滴加二甲醚溶剂,滴加速度为60滴/min,至出现微晶,将其放置在-4.5℃条件结晶30h,过滤,每次用55ml、5℃二甲醚在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥12h,得到白色B2N2H10晶体产物24.62g,B2N2H10纯度达99.96%。
[0114] 实施例18:
[0115] (1)将0.26mol的N2H6SO4加入1L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有800ml的乙腈无水溶剂,搅拌25min;
[0116] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.25molNaBH4,搅拌30min后升温至70℃,反应5h;
[0117] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末。将固体粉末放在在60℃烘箱中干燥10h,即可得到B2N2H10粗产物14.69g,产率为98.40%;
[0118] (4)将第(3)步的粗产品溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,以75滴/min的速度滴加到乙醚溶剂中,至出现微晶;
[0119] (5)将第(4)步的混合液放置在-3.5℃结晶36h,过滤,每次用量35ml、5℃乙醚在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥9h,得到白色B2N2H10晶体产物13.45g,B2N2H10纯度达99.84%。实施例19:
[0120] (1)将1.1mol的(N2H8)0.5Cl加入5L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌桨、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有4L的乙腈无水溶剂,搅拌15min;
[0121] (2)向第(1)步的铵盐溶剂中加入0.5mo LiBH4,搅拌30min后升温至50℃,反应7.5h;
[0122] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发至得到白色固体粉末,将白色固体粉末放在温度为50℃烘箱中干燥12h,得到粗产物45.01g,产率为98.1%;
[0123] (4)将第(3)步的粗产品溶于四氢呋喃无水溶剂中制成饱和溶液,将饱和溶液放在温度为45℃、真空度为0.01的烘箱升华28h,过滤得晶体产物34.59g,纯度达99.63%。
[0124] 实施例20:
[0125] (1)将0.65mol的(N2H8)0.5NO3加入已盛有2L 1.4-二氧杂环己烷无水溶剂的300ml三口反应瓶中,三口反应瓶上装温度计、球形回流冷凝管及聚四氟乙烯搅拌桨,搅拌
20min;
[0126] (2)向第(1)步的铵盐溶剂中加入0.3mol NaBH4,搅拌30min后升温至78℃,反应6h;
[0127] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末,将固体粉末放在在75℃烘箱中干燥12h,得到B2N4H14粗产物26.29g,产率为95.5%;
[0128] (4)将第(3)步的粗产物溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加至石油醚中,滴加速度为88滴/min,至有微晶出现;
[0129] (5)将第(4)步的混合液置于-2.5℃结晶36h,过滤,每次用60ml、2℃石油醚在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥12h,得到白色B2N4H14晶体20.21g,B2N4H14纯度达99.89%。
[0130] 实施例21:
[0131] (1)将0.27mol N2H8CO3加入1L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有850ml的二氧戊环无水溶剂,搅拌28min;
[0132] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.25mol LiBH4,搅拌30min后升温至70℃,反应8h;
[0133] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末。将固体粉末放在65℃烘箱中干燥10h,即可得到B2N4H14粗产物22.2g,产率为96.77%;
[0134] (4)将第(3)步的粗产物溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为85滴/min,至出现微晶止;
[0135] (5)将第(4)步的混合液放置在-5℃结晶24h,过滤,用80ml、1℃石油醚在冰浴上洗涤1次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的烘箱中干燥12h,得到白色B2N4H14晶体产物18.53g,B2N4H14纯度达99.84%。
[0136] 实施例22:
[0137] (1)将0.35mol的(N2H8)0.5HCO3加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中加1200ml正庚烷无水溶剂,搅拌30min;
[0138] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.165mol KBH4,搅拌30min后升温至45℃,反应6h;
[0139] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末。将固体粉末放在60℃烘箱中干燥12h,即可得到B2N4H14粗产物14.94g,产率为98.67%;
[0140] (4)将第(3)步的粗产物溶于四氢呋喃无水中,制成饱和溶液,滴加到石油醚溶剂中,滴加速度为95滴/min,至出现微晶止;
[0141] (5)将(4)混合液其放置在-5℃结晶20h,过滤,每次用60ml 5℃石油醚在冰浴上洗涤2次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的条件下干燥10h,得到白色B2N4H14晶体产物11.23g,B2N4H14纯度达96.83%。
[0142] 实施例23:
[0143] (1)将0.35mol的(N2H8)1.5PO4加入到2L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,向三口反应瓶中加1400ml四氢呋喃无水溶剂,搅拌25min;
[0144] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.5mol KBH4,搅拌30min后升温至62℃,反应8h;
[0145] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发(得到白色固体粉末。将固体粉末放在55℃烘箱中干燥14h,即可得到B2N2H10粗产物44.36g,产率为96.68%;
[0146] (4)将第(3)步的粗产物溶于四氢呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到二甲醚溶剂中,滴加速度为90滴/min,至出现微晶止;
[0147] (5)将第(4)步的混合液置在-4℃结晶30h,过滤,每次用55ml、5℃二甲醚在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的条件下干燥12h,得到白色B2N2H10晶体产物40.62g,B2N2H10纯度达99.53%。
[0148] 实施例24:
[0149] (1)将0.26mol的N2H8SO4加入1L三口反应瓶中,在三口瓶上装有温度计、聚四氟乙烯搅拌、球形回流装置,回流管顶端连有防潮管,三口反应瓶中含有800ml的乙腈无水溶剂,搅拌20min;
[0150] (2)向第(1)步的铵盐溶液中加入0.25molNaBH4,搅拌30mi后升温至70℃,反应5h;
[0151] (3)将第(2)步的混合溶液过滤,将滤液进行旋转蒸发得到白色固体粉末。将固体粉末放在60℃烘箱中干燥10h,即可得到B2N2H10粗产物22.48g,产率为98.40%;
[0152] (4)将第(3)步的粗产物溶于2-甲基呋喃无水溶剂中,制成饱和溶液,滴加到乙醚溶剂中,滴加速度为75滴/min,至出现微晶;
[0153] (5)将第(4)步的混合液放置在-3℃结晶36h,过滤,用5℃乙醚(每次用量35ml)在冰浴上洗涤3次,得到的白色晶体产物在温度为60℃、真空度为0.02的条件下干燥9h,得到白色B2N2H10晶体产物18.45g,B2N2H10纯度达99.51%。