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甲基乙硼烷

化合物

甲基乙硼烷是乙硼烷的一個氫原子被甲基取代而成的化合物，化學式 CH3B2H5。它可以看作是甲基甲硼烷（希臘語：Μεθυλοβοράνιο）（CH3BH2）和甲硼烷（BH3）通過兩個三中心二電子鍵連接而成的化合物。[6]乙硼烷的其它甲基化衍生物包括1,1-二甲基乙硼烷、1,2-二甲基乙硼烷、三甲基乙硼烷、四甲基乙硼烷和三甲基硼（不以二聚體形式存在）。在室溫下，甲基乙硼烷是這些分子組成的平衡混合物。[7]

甲基乙硼烷
IUPAC名
Methyldiborane
別名 一甲基乙硼烷
識別
CAS號 23777-55-1 [1]
SMILES
 
  • C[BH]1[H][BH2][H]1
性質
化學式 CH
3BH
3BH
2
莫耳質量 41.70 g·mol⁻¹
外觀 無色氣體
密度 0.546 g/ml（-126 ℃）[2]
沸點 -43 °C（230 K）（[4]）
蒸氣壓 55 torr（−78.5 ℃）[2]
偶極矩 0.56 D[3]
熱力學
ΔfHm⦵298K −14 kcal/mol（液態）
−9 kcal/mol（氣態）[5]
相關物質
相關烷基硼烷 1,1-二甲基硼烷
1,2-二甲基硼烷
三甲基硼烷
四甲基硼烷
三甲基硼
乙基乙硼烷
相關化學品 乙硼烷
若非註明，所有數據均出自標準狀態（25 ℃，100 kPa）下。

乙硼烷的各種甲基化衍生物都是赫爾曼·歐文·施勒辛格（英語：Hermann Irving Schlesinger）和A. O. Walker於1930年代首次合成的。[8][9]

合成

乙硼烷的各種甲基化衍生物都可以由乙硼烷和三甲基硼反應而成。[7]在0 °C且乙硼烷過量時，反應最初會緩慢產生甲基乙硼烷，但1,1-二甲基乙硼烷的含量也會逐漸增加，直到消耗完所有的三甲基硼。反應產生的甲基乙硼烷最後會和乙硼烷和二甲基乙硼烷形成平衡。在0 °C下， 2B2H5Me ←→ B2H6 + (BH2Me)2 的平衡常數為0.07，所以這個混合物的主要成分是甲基乙硼烷，但其中也有相當量的乙硼烷和二甲基乙硼烷。[10]在乙硼烷和三甲基硼的比例為4:1下，反應會產生最多的甲基乙硼烷。[11]

甲基鋰和乙硼烷反應也可以產生甲基乙硼烷，產率 20%。[12]

四甲基鉛和乙硼烷在二甲氧基乙烷下反應也會產生各種乙硼烷的甲基化衍生物。[13]

其它生成甲基乙硼烷的方法包括三甲基硼和氫氣在80-200 °C和高壓下反應，或是硼氫化物和三甲基硼在氯化氫、氯化鋁或氯化硼存在下的反應。如果使用的硼氫化物是硼氫化鈉，那麼反應會產生甲烷。反應使用硼氫化鋰就不會產生甲烷，[8]但會產生二甲基氯化硼和甲基二氯化硼。[8]

Cp2Zr(CH3)2和四氫呋喃的反應也可以生成甲基乙硼烷。[14]

三甲基鎵和乙硼烷在-45°C下反應，生成甲基乙硼烷和硼氫化二甲基鎵：

2(CH3)3Ga + B2H6 → (CH3)2GaBH4 + CH3B2H5.[15]

在室溫下，這個反應會產生一種揮發性物質，它會分解成金屬鎵。

(CH3)3Ga + 3B2H6 → Ga + 3CH3B2H5 +1.5H2.[15]

反應

在-78.5 °C下，甲基乙硼烷會緩慢分解成乙硼烷和1,1-二甲基乙硼烷，[2]而在溶液中的甲基乙硼烷對這個反應更穩定。[16]

2MeB2H5 ⇌ 1,1-Me2B2H4 + B2H6 K=2.8 Me=CH3.[17]

甲基乙硼烷和甲醚反應會生成甲醚硼烷 (CH3)2O.BH3和甲基硼烷，後者會快速二聚成1,2-二甲基乙硼烷。[7][18]其它路易斯鹼也可以發生此反應，這可用來生產1,2-二甲基乙硼烷。[19]

甲基乙硼烷在水中水解成甲基硼酸 CH3B(OH)2.[7]它和三甲胺反應，生成固體加合物三甲胺合甲基硼烷 (CH3)3N—BHCH3和三甲胺合硼烷 (CH3)3N—BH3。[7]

甲基乙硼烷接觸到空氣時會自燃。[2]它在150 °C下的氧化會產生2-甲基-1,3,4-三氧-2,5-二硼環戊烷。這是含有三個氧原子和兩個硼原子組成的五元環的化合物，其中甲基連接到一個硼原子上。反應也會產生二甲基-1,3,4-三氧-2,5-二硼環戊烷和三甲基環硼氧烷，以及碳氫化合物、乙硼烷、氫氣和二甲氧基硼烷。[20]

甲基乙硼烷和氨反應，生成氨基二甲基硼（NH2BMe2）。這種物質加熱到180 °C時會生成B-甲基化的環硼氮烷，其中接在硼原子的甲基數量可以是零個、一個、兩個或三個。[21][22]

甲基乙硼烷可以甲基化丁硼烷：

CH3B2H5 + B4H10 → 2-CH3B4H9 + B2H6[23]

參考資料

  1. ^ Jane E. Macintyre (編). Dictionary of Organometallic Compounds. 1994-11-10: 463 [2022-08-03]. ISBN 9780412430602. （原始內容存檔於2022-08-03）. 
  2. ^ 2.0 2.1 2.2 2.3 Bunting, Roger K. 55 1-Methyldiborane. Duward F. Shriver (編). Inorganic Syntheses, Volume 19. John Wiley and Sons. 22 Sep 2009: 237–238. ISBN 978-0471045427. 
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