Методы синтеза

Физико-химические свойства

Натрий-амидоборан [NaNH₂BH₃] – мелкокристаллический порошок белого цвета, гигроскопичный, неустойчивый к нагреванию. Кристаллизуется в орторомбической структуре, пространственная группа P_bca (по данным [1]). Параметры решётки:

a = 7.46931(7) A ˚, b = 14.65483(16) A ˚ и c = 5.65280(8) A ˚

Рис.1 Кристаллическая структура [NaNH₂BH₃]

В различных источниках упоминаются два принципиально отличных подхода к методу синтеза натрия-амидоборана: «сухой» механохимический синтез [2] и «мокрый» синтез в растворителе [2,3].

В первом случае синтез может проводиться двумя способами: простым механическим смешением порошков аминоборана NH₃BH₃ (AB) и гидрида натрия NaH или перетиранием порошков в шаровой мельнице при пониженном давлении. Исследователи брали чистые продажные реагенты в эквимолярном соотношении, в количестве, теоретически необходимом для получения 150 мг SAB по реакции

NaH + NH₃BH₃ = [NaNH₂BH₃] + H₂

После перетирания продукт просеивали через сито. Также авторы статьи провели третий синтез в растворителе (подробней о методе ниже). Во всех трёх опытах конечный продукт был охарактеризован как натрий-амидоборан. Трудность реализации механохимического метода в нашей лаборатории заключается в том, что первые два опыта проводились исследователями в сухом боксе, продуваемом аргоном («argon-filled glove box»).

В статье [3] приводятся два метода синтеза [NaNH₂BH₃] в растворе. В качестве растворителя выступает тетрагидрофуран. Синтез проводится в схожих условиях в готовой реакционной системе для синтезов (Stirring Tank Reactor). В первом случае в качестве реактивов были использованы 95% гидрид натрия и продажный NH₃BH₃ чистотой 95% (на основе данных РФА) - эквимолярные (0,008 моль) количества. Гидрид растворили в 30 мл ТГФ, затем при перемешивании в изотермических условиях добавили аминоборан. В ходе реакции:

NaH + NH₃BH₃ = [NaNH₂BH₃] + H₂ (- 3^оС)

непрерывно измерялось давление, в конце опыта газообразные продукты были анализированы с помощью масс-спектрометра. Реакционный раствор отфильтровали и подвергли выпариванию при пониженном давлении и комнатной температуре. Второй опыт полностью аналогичен первому, но вместо гидрида применялся амид натрия и реакцию

NaNH₂ + NH₃BH₃ = [NaNH₂BH₃] + NH₃

проводили при комнатной температуре (- 25^оС).

Дата добавления: 2015-05-09