一种烷基碳硼烷衍生物的制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种制备具有潜在高热值的烷基碳硼烷衍生物的方法，该方法分为三步：第一步，以十氢十硼酸双四乙基铵为原料，乙硫醚兼作反应原料和溶剂，在浓硫酸催化下0℃～5℃反应制备得到十二氢十硼双二乙基硫醚络合物；第二步，以十二氢十硼双二乙基硫醚络合物为原料，采用摩尔比为1：1～5的卤代炔，在温度为50℃～95℃的条件下搅拌反应5～12h，制备得到卤代烷基碳硼烷；第三步，采用摩尔比为1：3～1：10的卤代烷基碳硼烷与卤代烷烃的格氏试剂在温度为20℃～66℃的条件下反应2～10h制备得到烷基取代的碳硼烷衍生物。本发明具有操作简便、合成反应条件温和、适用范围广以及选择性高等特点。本发明用于烷基碳硼烷衍生物的制备。
【专利说明】一种烷基碳硼烷衍生物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种硼氢化合物制备方法，具体涉及一种烷基碳硼烷衍生物的制备方 法。
【背景技术】
[0002] 硼氢化合物由于具有很高的燃烧热值，一直受到航空和火箭工作者的关注。此类 化合物的发展大约经历了两个阶段：敞开式结构的硼氢化合物和闭型笼状结构的碳硼烷 类衍生物，但敞开式结构的硼氢化合物化学活性较高、毒性大、燃烧不易完全，并且生产成 本昂贵，它们直接用作高能燃料的困难较大。闭型笼状结构的碳硼烷衍生物继承了硼氢化 物的高燃烧热值，同时又克服了后者化学活性高、毒性大等缺点，同时还能与推进剂组份相 容，特别是能使复合推进剂和双基推进剂获得高燃速，甚至超高燃速的良好弹道性能。目 前，发达国家如美国、俄罗斯、瑞典等已将碳硼烷衍生物成功应用于反导弹、反装甲武器系 统及火箭推进剂中。
[0003] 由于碳硼烷衍生物优良的性能，其制备方法也成为了重要的课题。针对其合成方 法的研宄如下所述。
[0004] [T. L. Heying 等，Inorganic Chemistry，1963, 2, 1089-1092]公开一种烧基碳硼 烷衍生物的合成方法，路线如下：
[0005]
【权利要求】
1. 一种烷基碳硼烷衍生物的制备方法，烷基碳硼烷衍生物的结构式如（I)所示：
以十氢十硼酸双四乙基铵为起始原料，先通过与卤代炔烃，其结构式如（II )，进行闭 笼反应，生成卤代烷基碳硼烷衍生物，其结构式如（III )，然后再与卤代烷烃的格氏试剂发 生交叉偶联反应，即制备得到烷基碳硼烷衍生物；其中A1为卤代炔烃中卤烷基取代基的碳 原子数，X为卤族元素；n为取代烷基的碳原子数； 包括以下步骤：(a)将十氢十硼酸双四乙基铵与乙硫醚加入到反应瓶中，(TC?KTC搅 拌下将浓硫酸与乙硫醚的等体积比混合液滴加到反应瓶中，在5°C?15°C反应5-8h，处理 后得到十二氢十硼双二乙基硫醚络合物，其中：十氢十硼酸双四乙基铵与浓硫酸的摩尔比 为2?6:1 ; (b) 十二氢十硼双二乙基硫醚络合物、卤代炔烃和甲苯加入反应瓶中，在50°C?95°C 反应5?12h，体系经后处理后制得卤代烷基碳硼烷衍生物，其中：十二氢十硼双二乙基硫 醚络合物与溴代炔烃的摩尔比为1:1?5 ; (c) 将卤代烷烃与镁发生反应，制得相应的格氏试剂，再将偶联催化剂、卤代烷基碳硼 烷、四氢呋喃以及卤代烷烃的格氏试剂，在20°C?66°C下反应2?10h，处理后得烷基碳硼 烷衍生物，其中：卤代烷基碳硼烷与溴代烷烃格氏试剂的摩尔比为1:3?10,偶联催化剂与 卤代烷基碳硼烷的摩尔比为1:1?10。
2. 按照权利要求1所述的烷基碳硼烷衍生物的制备方法，其特征在于：所述卤代炔烃 为溴丙炔、溴代正丁炔；所述卤代烷烃的格氏试剂为丙基溴化镁、丁基溴化镁或戊基溴化 镁。
3. 根据权利要求1所述的烷基碳硼烷衍生物的制备方法，所述步骤（c)中偶联催化剂 为卤化铜、卤化亚铜或乙酰丙酮铜。
【文档编号】C07F5/05GK104497031SQ201410771861
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月13日 优先权日:2014年12月13日
【发明者】李娇毅, 吕剑, 薛云娜, 杜咏梅, 李春迎, 陆居有, 吕婧, 李凤仙, 孙道安, 张建伟, 王志轩, 万洪 申请人:西安近代化学研究所