一种单碳硼烷钠盐或钾盐的合成方法

本发明属于无机硼化学，涉及单碳硼烷的合成方法，具体涉及一种合成无溶剂配位[closo-cb11h12]钠盐或钾盐的方法。

背景技术：

1、单碳硼烷由于其独特的三维立体结构、低毒性以及良好的热稳定性和化学稳定性等特点，已经被应用于众多领域，如生物医学、光化学、超分子和配位化学、材料化学等。近年来，碳硼烷在核医学领域的发展呈多样化趋势，不仅在传统的bnct领域有着丰富多彩的应用，而且在放射性分子成像和治疗等领域也发挥着重要作用。2020年8月我国首台硼中子俘获治疗实验装置在中科院高能物理所东莞分部研制成功，急需含硼药物与之配合，充分发挥这种靶向加放疗治疗手段造福癌症病人。碳硼烷作为高硼含量化合物，是潜在的bnct药物。

2、传统上，单碳硼烷的合成分为以癸硼烷(b10h14)和[nido-b11h14]-为原料两种方法，但由于癸硼烷(b10h14)高毒性不适用工业合成单碳硼烷。为了避免使用有毒癸硼烷(b10h14)，后将[nido-b11h14]-引入到[closo-cb11h12]-的合成中。反应方程式如下：

3、

4、近年来研究主要集中在[closo-cb11h12]-me3nh+盐合成上，[closo-cb11h12]-阴离子碱金属(m＝na,k)盐的合成方法仍然非常有限，直接影响了[closo-cb11h12]-阴离子碱金属(m＝na,k)盐的广泛应用。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本申请采用[nido-b11h14]-阴离子碱金属(m＝na,k)盐作为原料，来合成碱金属盐(m＝na,k)[closo-cb11h12]-，反应方程式如下：

2、

3、本发明提供的单碳硼烷钠盐或钾盐合成方法，在惰性气体保护条件下，只需加入强碱和(三氟甲基)三甲基硅烷即可一步合成单碳硼烷的简单方法。该方法避免了传统制备方法中反应条件苛刻、操作步骤繁琐、严重污染环境等缺点，采用该方法可以一步得到单碳硼烷。该方法还避免了阳离子交换，大大简化了反应装置，并且易于大量合成并且为nacb11h12和kcb11h12在全固态电池领域的进一步应用提供支持。

4、本发明所述合成单碳硼烷钠盐或钾盐的方法，包括如下步骤：以[nido-b11h14]钠或钾盐为原料，在强碱和(三氟甲基)三甲基硅烷及有机溶剂存在下，反应得到单碳硼烷钠盐或钾盐。

5、反应方程式表示如下：

6、

7、其中，其中，标号1为碳原子，m选自na或k。

8、进一步地，在上述技术方案中，所述强碱为氢化钾或氢化钠/双三甲基硅基氨基钠。

9、进一步地，在上述技术方案中，所述机溶剂选自四氢呋喃或乙二醇二甲醚。

10、进一步地，在上述技术方案中，加热反应温度为50-80℃，优选为60℃。

11、进一步地，在上述技术方案中，所述[clso-b11h14]m(化合物1)、强碱与(三氟甲基)三甲基硅烷摩尔比为1：2-3：2-3。

12、进一步地，在上述技术方案中，反应在惰性气体保护下进行。

13、发明有益效果

14、1、本发明操作简单，仅需向溶剂中加入底物[nido-b11h14]-和强碱以及(三氟甲基)三甲基硅烷，合成过程中无需加入其他试剂或复杂反应流程，工艺操作过程简单。

15、2、本发明反应过程中所需原料廉价易得，反应过程中产生三废少，环境污染小，具有较大规模合成潜力。

技术特征：

1.一种单碳硼烷钠盐或钾盐的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：以[nido-b11h14]钠或钾盐1为原料，在强碱和(三氟甲基)三甲基硅烷及有机溶剂存在下，反应得到单碳硼烷钠盐或钾盐2；反应方程式表示如下：

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述强碱为氢化钾、氢化钠/双三甲基硅基氨基钠。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂选自四氢呋喃或乙二醇二甲醚。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：加热反应温度为50-80℃。

5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述[clso-b11h14]m、强碱与(三氟甲基)三甲基硅烷摩尔比为1：2-3：2-3。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的合成方法，其特征在于：反应在惰性气体保护下进行。

技术总结
本发明公开了一种合成单碳硼烷钠盐或钾盐的方法，属于无机硼化学技术领域。以NaB11H14和KB11H14为原料，在强碱和(三氟甲基)三甲基硅烷及醚类溶剂存在下反应，一步即可得到单碳硼烷钠/钾盐。本方法具有操作简单、产率高、产品质量好、易于规模化生产等优点，采用该方法可得到无溶剂配位NaCB11H12和KCB11H12。

技术研发人员：陈学年,韩慧,马艳娜
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/12