肼硼烷的合成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112158815A(43)申请公布日2021.01.01(21)申请号202011209216.0(22)申请日2020.11.03(71)申请人吉林大学地址130000吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人鄢俊敏康霞张野刘冬雪(74)专利代理机构北京君泊知识产权代理有限公司11496代理人李丹(51)Int.Cl.C01B21/087(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称肼硼烷的合成方法(57)摘要本发明涉及有机物合成技术领域，具体涉及有机物肼硼烷的合成方法，包括以下步骤：1)室温下，将肼盐、还原剂和溶剂放入反应器中；2)通入惰性气体，室温下搅拌反应12～48h；3)将反应完的混合物进行离心分离得肼硼烷粗产品；4)用正戊烷将粗产品离心洗涤数次，洗涤后真空干燥得肼硼烷。该发明中通过简便的方法合成了稳定的白色肼硼烷晶体，收率能达到90％，纯度可达到99.9％，在室温条件下进行，并且只需要反应12～48h即可完成。CN112158815ACN112158815A权利要求书1/1页1.肼硼烷的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：1)室温下，将肼盐和还原剂按照一定比例放入反应器中，再加入适量的溶剂；2)向反应器内通入惰性气体，室温下搅拌反应12～48h；3)将步骤2)的反应器内的混合物进行离心分离，并将上清液进行真空干燥得白色晶体即为肼硼烷粗产品；4)将步骤3)得到的白色晶体用正戊烷离心洗涤2-3次，洗涤后在一定温度下真空干燥，干燥后的白色固体即为肼硼烷。2.根据权利要求1所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤1)所述的肼盐为肼半硫酸盐(N2H4·1/2H2SO4)，盐酸肼(N2H4·HCl)，四肼氯化镁(MgCl2·4N2H4)或肼(N2H4)中的任意一种。3.根据权利要求1或2所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤1)所述的肼盐为肼半硫酸盐(N2H4·1/2H2SO4)。4.根据权利要求1所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤1)所述的还原剂为硼氢化钠(NaBH4)，硼氢化钾(KBH4)，硼氢化锂(LiBH4)，硼氢化铝(Al(BH4)3)或硼烷(B2H6)中的任意一种。5.根据权利要求1所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤1)所述的溶剂为1，4二氧六环(C4H8O2)，四氢呋喃(THF)，苯(C6H6)，庚烷(C7H16)，己烷(C6H14)，肼(N2H4)中的任意一种。6.根据权利要求1或5所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤1)所述的溶剂为1，4二氧六环(C4H8O2)。7.根据权利要求1所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤1)所述的肼盐和还原剂按照摩尔比为1:1～2放入反应器中，所述的溶剂的加入体积量mL至少是还原剂质量g的8倍，所述的溶剂的加入体积量mL至少是肼盐质量g的3倍。8.根据权利要求5所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，当溶剂为苯(C6H6)，庚烷(C7H16)，己烷(C6H14)，肼(N2H4)时，步骤3)是将步骤2)的反应器的混合物用THF进行萃取，然后再在N2氛围中蒸发掉THF得到肼硼烷粗产品。9.根据权利要求1所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤2)所述的惰性气体为氩气。10.根据权利要求1所述的肼硼烷的合成方法，其特征在于，步骤3)和步骤4)所述的真空干燥的温度均为303～313K。2CN112158815A说明书1/4页肼硼烷的合成方法技术领域[0001]本发明涉及有机物合成技术领域，具体涉及有机物肼硼烷的合成方法。背景技术[0002]氢气是一种有前途的能源载体，它将促进从化石燃料向可再生能源的过渡，向可持续能源的未来发展。在越来越受到关注的同时，找到有效的储氢材料是基于H2经济的燃料电池最困难的挑战之一。在各种类型的储氢材料中，化学储氢被认为是安全有效储氢的最有前途的方法之一。一些硼氢化物，硼烷及其衍生物等由于具有高储氢密度、相对稳定、安全的、易加工性而备受关注。[0003]肼硼烷(HB，N2H4BH3)的含氢量高达15.4wt％，在室温下是物理化学性质稳定安全的固体，是一种极具潜力的化学储氢材料。肼硼烷可以通过热解、醇解和水解产氢。特别是，通过水解其硼烷基和选择性裂解肼基实现完全产氢后，其对应的N2H4BH3-3H2O系统的有效理论质量储氢容量达10wt％，远高于已知的氢源系统NaBH4-4H2O(7.3wt％)，NH3BH3-4H2O(5.9wt％)和N2H4·H2O(8.0wt％)。理论上，1摩尔HB可以通过BH3基团的水解释放5摩尔H2，方程式是：[N2H4BH3(s)+3H2O→B(OH)3(l)+N2(g)+5H2(g)]。[0004]然而，目前市面上