一种硼吖嗪的催化合成方法，是将原料碱金属硼氢化物与铵盐按照BH-4︰NH+4=1︰30～30︰1加入到合成反应器中，另加入碱金属硼氢化物摩尔量0.1~10mol%的催化剂金属氯化物，在温度40℃～160℃、压力0.1～3KPa及连续抽真空条件下，以0.5～50mL/min的滴加速度滴加醚类反应介质，合成反应1-6小时，收集-78℃冷阱中的收集物，即为纯化后的硼吖嗪。本发明专利技术缩短了反应时间，避免了硼吖嗪在反应过程因温度过高而造成的交联问题，明显提高了硼吖嗪的合成产率，产率最高达86%，产物纯度高。原料来源广、价格低廉，合成装置简单，操作方便可控性好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及。
技术介绍
硼吖嗪是先驱体转化法制备氮化硼的优良先驱体。在现有硼吖嗪的合成方法中由 Sneddon 等人(Inorganic Chemistry, 1995. 34(4) 1002-1003)报道的用硫酸铵和硼氢化钠反应来制备硼吖嗪是较为方便的硼吖嗪的合成方法。然而该方法反应温度高，其反应温度为12(T140°C ；由于硼吖嗪在70°C时就会发生明显的交联反应，因此，采用该方法合成硼吖嗪时，反应生成的硼吖嗪会逐步发生交联，使反应物粘度不断增大，降低了搅拌效率， 进而减缓了反应的速度，延长了反应时间，反应时间的延长又进一步促进了硼吖嗪的交联， 形成恶性循环；不利于硼吖嗪的逸出，故其产率不高，若降低反应温度，则反应主要生成硼氨络合物或其他的化合物，而不是硼吖嗪。因此，开发一种更为有效的硼吖嗪的合成方法就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供。以实现可降低反应温度、提高合成产率、缩短反应时间。本专利技术的催化合成方法包括以下步骤(1)在带有恒压滴液漏斗和回流冷凝柱的合成反应容器中，按照碱金属硼氢化物与铵盐的比例为MT4 NH+4=1 30 30 1加入原料，另加入碱金属硼氢化物摩尔量0.广10 mol %的催化剂金属氯化物，再将醚类反应介质加入到恒压滴液漏斗中；将反应系统抽真空并充入氮气1-3次；(2)在温度40°C 160°C、压力0.1 3 KPa及连续抽真空条件下，以0. 5 50mL/min 的滴加速度滴加醚类反应介质，合成反应1-6小时，至不再有气体放出；(3)反应结束后，将回流冷凝柱换为分流柱，将反应混合物进行分馏，将硼吖嗪从反应混合物中分离出来，收集在置于液氮中的冷阱中；(4)将冷阱中的硼吖嗪粗产品依次通过温度为-45°C、-78°C、_196°C的冷阱；收集-78°C冷阱中的收集物，即为纯化后的硼吖嗪。所述碱金属硼氢化物包括NaBH4, LiBH4。所述铵盐是硝酸铵、氯化铵、硫酸铵、硫酸氢铵、碳酸铵、磷酸铵、磷酸氢铵中的一种。所述催化剂金属氯化物是LiCl、AlCl3或MgCl2。所述醚类反应介质为二乙二醇二甲醚，三乙二醇二甲醚，四氢呋喃的一种或二种的混合体。所述反应温度范围为40°C 70°C。本专利技术利用金属氯化物为催化剂，可以有效降低铵盐和碱金属硼氢化物的反应温度，使其能够在4(T70°C较低的温度下反应生成硼吖嗪，缩短了反应时间，避免了硼吖嗪在反应过程因温度过高而造成的交联问题，明显提高了硼吖嗪的合成产率，产率最高达86%。 原料化合物来源广、价格低廉，合成装置简单，操作方便可控性好，对合成产物经傅里叶红外光谱分析(FTIR)、质谱分析(MS)、核磁共振谱分析(tf-NMR、B11-NMR),发现合成的产物纯度尚。附图说明附图1 实施例1合成的硼吖嗪的红外光谱图； 附图2 实施例1合成的硼吖嗪的1H-NMR核磁共振谱图； 附图3 实施例1合成的硼吖嗪的11B-NMR核磁共振谱图； 附图4 实施例1合成的硼吖嗪的质谱图。具体实施例方式实施例1 准备使用带有恒压滴液漏斗的合成反应容器，先检查系统气密性，将整个系统充分干燥，抽真空，充入氮气，反复进行三次，置换其中的空气。将 1000 g, 7.6 mol (NH4)2S04、400 g, 10. 6 mol NaBH4>7 g, 0. 05 mol (0.5 mol %)无水AlCl3加入至三口烧瓶，将2000 mL四氢呋喃加入至恒压滴液漏斗。对系统抽真空， 按lOmL/min缓慢加入四氢呋喃，反应开始进行，将烧瓶内的温度控制在50 °C，反应过程中持续抽真空，保持系统压力为llffa左右，反应进行约2小时不再有气体放出，此时继续抽真空使系统的压力进一步降低，对反应混合物进行减压分馏，使生成的硼吖嗪从反应体系中完全分离出来，硼吖嗪被收集在冷阱之中。对冷阱之中的粗产品进行纯化，使其依次通过处于真空状态的温度为-45°C、-78°C、-196°C的冷阱。收集在_78°C的冷阱中的产物，即为纯化后的硼吖嗪。最终得到80g硼吖嗪，产率为86%。所得到的硼吖嗪的红外谱图、1H-NMR核磁共振谱图、11B-NMR核磁共振谱图、质谱图分别如图1、2、3、4所示。在硼吖嗪的红外谱图中，3475 CnT1的尖吸收峰归属于N-H键的伸缩振动，2525 cm—1的中等强度尖吸收峰归属于B-H键的伸缩振动，1464 cm—1的强吸收峰归属于B-N键的伸缩振动，916 CnT1的强吸收峰归属于B-N键的弯曲振动，718 cnT1左右的吸收峰归属于硼氮六元环中B-N-B面外弯曲振动。在硼吖嗪的1H-NMR核磁共振谱图中，位于5. 30 5. 67 ppm之间对称的三重峰对应于硼氮六元环中N原子上质子的特征峰，位于3. 92 4. 97 ppm之间对称的四重峰对应于硼氮六元环中B原子上质子的特征峰，且两组峰的面积比为1:1，这说明两种质子的数目相等，这与硼吖嗪的结构一致。在硼吖嗪的11B-NMR核磁共振谱图中，只有位于28. 15 30. 20ppm之间对称的二重峰对应于硼氮六元环中B原子的特征峰，这说明所合成的硼吖嗪中只有一种化学环境的硼原子，这与硼吖嗪的结构一致，说明所合成的产物纯度较高。硼吖嗪的质谱图如图4所示。该质谱图与OTST所给的硼吖嗪的质谱图符合度大于 99%ο实施例2:所使用的装置及操作与实施例1相似。不同之处在于使用无水MgCl2为催化剂，其加入量为5 mol% ；溶剂为二乙二醇二甲醚3000mL ；反应温度为42°C。得到硼吖嗪的产率为M%。 实施例3:所使用的装置及操作与实施例1相似。不同之处在于使用无水LiCl为催化剂，其加入量为8 mol% ；溶剂为三乙二醇二甲醚2500mL ；反应温度为70°C .得到硼吖嗪的产率为65%。本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种硼吖嗪的催化合成方法，其特征在于，包括以下步骤：（１）将原料碱金属硼氢化物与铵盐按照ＢＨ－４︰ＮＨ＋４＝１︰３０～３０︰１加入到合成反应器中，另加入碱金属硼氢化物摩尔量０．１～１０ ｍｏｌ ％的催化剂金属氯化物，再将醚类反应介质加入到恒压滴液漏斗中；将反应系统抽真空并充入氮气１－３次；（２）在温度４０℃～１６０℃、压力０．１～３ ＫＰａ及连续抽真空条件下，以０．５～５０ｍＬ／ｍｉｎ的滴加速度滴加醚类反应介质，合成反应１－６小时，至不再有气体放出；（３）将反应混合物进行分馏，将硼吖嗪从反应混合物中分离出来，收集在置于液氮中的冷阱中；（４）将冷阱中的硼吖嗪粗产品依次通过温度为－４５℃、－７８℃、－１９６℃的冷阱；收集－７８℃冷阱中的收集物，即为纯化后的硼吖嗪。
【技术特征摘要】
1.一种硼吖嗪的催化合成方法，其特征在于，包括以下步骤(1)将原料碱金属硼氢化物与铵盐按照BH_4 NH+4=1 30 30 1加入到合成反应器中，另加入碱金属硼氢化物摩尔量0.广10 mol %的催化剂金属氯化物，再将醚类反应介质加入到恒压滴液漏斗中；将反应系统抽真空并充入氮气1-3次；(2)在温度40°C 160°C、压力0.1 3 KPa及连续抽真空条件下，以0. 5 50mL/min 的滴加速度滴加醚类反应介质，合成反应1-6小时，至不再有气体放出；(3)将反应混合物进行分馏，将硼吖嗪从反应混合物中分离出来，收集在置于液氮中的冷阱中；(4)将冷阱中的硼吖嗪粗产品依次通过温度为-450C、-78 0C、-196 °C的冷阱；收集_...
【专利技术属性】
技术研发人员：张长瑞，李斌，李俊生，曹峰，王思青，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科学技术大学，
类型：发明
国别省市：43
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