一种碘诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法与流程

本发明属于硼氮氢化合物的环化反应技术领域，具体涉及一种碘诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法。

背景技术：

环化反应大多是发生在有机化合物中，通常是指在有机化合物分子中形成新的碳环或杂环的反应，主要有电子环化反应、[2+2]反应和环化加成反应等几种类型，在硼氮氢化合物中，b-n和c-c互为等电子体，前者具有较强的极性，理论上能表现出比c-c更丰富的反应性质。硼氮氢化合物用途广泛，但对于其反应性质的研究远不如碳氢化合物，对硼氮链的环化反应研究则相对缺乏。因此找到一种简捷的硼氮链环化反应方法非常有必要，目前相关的硼氮链环化反应主要体现在一些反应或研究的中间产物或是副产物中，代表性的诱导环化的反应主要有几下几种：

1、早年keller在研究二甲基氨基乙硼烷阴离子时，发现向二甲基氨基乙硼烷阴离子的乙二醇二甲醚溶液中通入乙硼烷气体时，该链状的化合物会成环形成四元环状化合物二甲基氨基乙硼烷。

2、1973年，keller发现hb[n(ch3)2]2与乙硼烷气体按摩尔比1:1反应时，可以产生具有桥氢的六元环状化合物μ-[(ch3)n2]2b3h7，而在低温条件下，对应反应物的摩尔比例为2:1时，则会产生一个四元环状硼氮化合物[(ch3)2nbh2]2。

3、在对环状化和合物b3h6n3h6的稳定性研究中发现氮气气氛下在液氨中将nac＝ch加入到bh2(bh3)2bh4(dadb)中时，在反应过程中检测到了六元环状化合物b3h6n3h6的生成，但产量非常少，产率仅有15％。

鉴于以上环化反应研究的局限性，有必要设计一种成本较低、合成过程速率快且操作简单、安全可靠的环化反应的方法，且该研究中主要是研究较少见的硼氮链状化合物形成环状化合物的环化反应。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是提供了一种成本较低、操作简单、安全可靠且低毒无害的碘诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法。

本发明为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种碘诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法，其特征在于具体过程为：在无水无氧的条件下，将金属硼氮氢化合物m(bxny-r,r’hz)和非金属氧化剂i2在四氢呋喃溶液中于-30～50℃搅拌反应制得纯净的环状硼氮氢化合物，其中m＝li、na或k，x＝2或3，y＝1或2，z＝8、10或12，r、r’＝h或ch3。

优选的，所述的碘诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法，其特征在于具体步骤为：在氮气手套箱中，将金属硼氮氢化合物m(bxny-r,r’hz)装入schlenk反应瓶中，用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱，将非金属氧化剂i2装入另一schlenk反应瓶中，将两个schlenk反应瓶连接双排管，反应体系用n2置换三遍，并在持续通入n2的条件下，分别用四氢呋喃溶剂溶解，使其溶液浓度为0.2～2mmol/ml，将金属硼氮氢化合物m(bxny-r,r’hz)的四氢呋喃溶液转移至非金属氧化剂i2的四氢呋喃溶液中，其中金属硼氮氢化合物m(bxny-r,r’hz)与非金属氧化剂i2的投料摩尔比为100:1～1:20，于-30～50℃搅拌反应直至金属硼氮氢化合物m(bxny-r,r’hz)反应完全，过滤除去不溶物，将滤液分级蒸馏处理得到纯净的环状硼氮氢化合物。

优选的，反应过程的反应温度为室温。

优选的，所述金属硼氮氢化合物m(bxny-r,r’hz)与非金属氧化剂i2的投料摩尔比为2:1。

本发明所述的碘诱导的硼氮链环化反应制备环状硼氮氢化合物的方法中的反应方程式为：

2na(bh3nh2bh3)+i2→2nb2h7+2nai+h2。

本发明与现有技术相比具有以下有益效果：本发明比之前的方法反应效率更高，并且操作简单，成本较低，低毒无害，安全可靠。

附图说明

图1是实施例1制得的环状硼氮氢化合物氨基乙硼烷nb2h7在四氢呋喃中的¹¹b液体核磁图；

图2是实施例1制得的环状硼氮氢化合物氨基乙硼烷nb2h7在四氢呋喃中的¹¹b{h}液体核磁图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本发明上述内容实现的技术均属于本发明的范围。

实施例1

所有操作均在氮气气氛下进行。在氮气手套箱中，向装有磁子的25ml的schlenk反应瓶中加入na(bh3nh2bh3)(4mmol,0.268g)，用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱，将i2(2mmol,0.5076g)装入另一schlenk反应瓶中，将两个schlenk反应瓶连接双排管，反应体系用n2置换三遍，并在持续通入n2的条件下，分别加入四氢呋喃6ml，将na(bh3nh2bh3)的四氢呋喃溶液转移至i2的四氢呋喃溶液中，在室温下搅拌反应，过滤除去不溶物，收集滤液，即为环状硼氮氢化合物氨基乙硼烷nb2h7。所得到的nb2h7称重为0.32g，计算产率为70％，核磁检测其纯度接近100％。

实施例2

所有操作均在氮气气氛下进行。在氮气手套箱中，向装有磁子的25ml的schlenk反应瓶中加入na(bh3-n(ch3)h-bh3)(4mmol,0.324g)，用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱，将i2(2mmol,0.5076g)装入另一schlenk反应瓶中，将两个schlenk反应瓶连接双排管，反应体系用n2置换三遍，并在持续通入n2的条件下，分别加入四氢呋喃6ml，将na(bh3-n(ch3)h-bh3)的四氢呋喃溶液转移至i2的四氢呋喃溶液中，在室温条件下搅拌反应，过滤除去不溶物，收集滤液，即为环状硼氮氢化合物一甲基氨基乙硼烷μ-menhb2h5。所得到的μ-menhb2h5称重为0.34g，计算产率为66％，核磁检测其纯度接近93％。

实施例3

所有操作均在氮气气氛下进行。在氮气手套箱中，向装有磁子的25ml的schlenk反应瓶中加入na[bh3n(ch3)2bh3](4mmol,0.38g)，用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱，将i2(2mmol,0.5076g)装入另一schlenk反应瓶中，将两个schlenk反应瓶连接双排管，反应体系用n2置换三遍，并在持续通入n2的条件下，分别加入四氢呋喃6ml，将na[bh3n(ch3)2bh3]的四氢呋喃溶液转移至i2的四氢呋喃溶液中，在室温下搅拌反应，过滤除去不溶物，收集滤液，即为环状硼氮氢化合物二甲基氨基乙硼烷μ-me2nb2h5。所得到的μ-me2nb2h5称重为0.29g，计算产率为63％，核磁检测其纯度接近100％。

实施例4

所有操作均在氮气气氛下进行。在氮气手套箱中，向装有磁子的25ml的schlenk反应瓶中加入na(bh3nh2bh3nh2bh3)(4mmol,0.388g)，用塞子密封后将schlenk反应瓶移出手套箱，将i2(2mmol,0.5076g)装入另一schlenk反应瓶中，将两个schlenk反应瓶连接双排管，反应体系用n2置换三遍，并在持续通入n2的条件下，分别加入四氢呋喃6ml，将na(bh3n(ch3)2bh3)的四氢呋喃溶液转移至i2的四氢呋喃溶液中，反应在室温下搅拌进行，该反应经过碘的诱导可先生成六元环状硼氮氢化合物(n2b3h11,含一个桥氢)，在低温条件下可监测到该化合物，但该化合物在室温条件下不稳定，会很快的转变成四元的环状硼氮氢化合物氨基乙硼烷nb2h7，反应结束后，过滤除去不溶物，收集滤液，分级蒸馏后即可得到纯的氨基乙硼烷nb2h7。所得到的nb2h7称重为0.38g，计算产率为71％，核磁检测其纯度接近100％。

以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。