[发明专利]一种十氢十硼酸双四乙基铵的纯化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种十氢十硼酸双四乙基铵的纯化方法。 

背景技术

多面体硼氢化合物由于具有硼笼电子的离域作用而具有芳香性、耐热性能及优异的化学稳定性，应用于高能燃料、功能材料、生物医药及催化剂等多个领域。常用的多面体硼氢化合物主要分为硼烷、碳硼烷及其离子型化合物等。十氢十硼酸双四乙基铵是一种重要的硼烷阴离子化合物，不仅可用作固体推进剂燃速调节剂或高能燃料，还可作为其他多面体硼氢化合物如碳硼烷或十氢十硼酸盐的合成前体。 

十氢十硼酸双四乙基铵的主要合成方法为四氢硼酸四乙基铵为原料的热解反应法，该方法所得的产物组分中含多种硼烷阴离子化合物，分离纯化难度较大。如专利US4391993中以四氢硼酸四乙基铵化合物在三乙胺硼烷中，在186℃下进行热解反应合成十氢十硼酸双四乙基铵，产物中含有其它多种硼烷离子杂质，如B₆H₆^-2，B₉H₉^-2，B₁₁H₁₄^-1，B₁₂H₁₂^-2等，但该专利的后处理操作中未公开主产物十氢十硼酸双四乙基铵的纯化方法及纯度。 

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷或不足，本发明提供一种纯化步骤较少、溶剂用量较小，且产品纯度高的十氢十硼酸双四乙基铵的纯化方法。 

本发明提供的一种十氢十硼酸双四乙基铵的纯化方法，包括以下步骤： 

一种十氢十硼酸双四乙基铵的纯化方法，其特征在于：该方法方法包括如下步骤： 

（1）将经热解反应得到的十氢十硼酸双四乙基铵粗品用一定比例去离子水搅拌水解，在温度5～100℃下，反应0.5～8h，室温下过滤，将滤液浓缩得到水解产品；其中十氢十硼酸双四乙基铵粗品与去离子水的质量比例为1:5～1:10；在该步骤中杂质B₆H₆^-2，B₉H₉^-2，B₁₁H₁₄^-1与水进行水解反应生成硼酸，且含B₁₂H₁₂^-2的杂质由于在水中溶解度远小于主产物十氢十硼酸双四乙基铵，因此通过过滤将其分离。 

（2）将步骤（1）所得水解产品用一定比例甲醇重结晶，冷却后进行固液分离，滤饼经醇类溶剂洗涤，干燥后得到重结晶产品；其中水解产品与甲醇的质量比例为1:10～1:25；在该步骤回流过程中，十氢十硼酸双四乙基铵则溶解于甲醇，冷却后十氢十硼酸双四乙基铵则析出晶体，而步骤（1）中水解生成的硼酸与甲醇反应生成硼酸甲酯溶解于甲醇中，从而与主产物分离。 

（3）将步骤（2）所得的重结晶产品进行吸附纯化得到纯度为99.9%的十氢十硼酸双四乙基铵产品；其中吸附剂为分子筛、活性炭或硅胶；洗脱溶剂为去离子水、甲醇或水-甲醇混合溶剂；吸附纯化温度为10～95℃，其中，重结晶产品与去离子水以及重结晶产品与吸附剂的质量比例分别为：重结晶产品：去离子水=1:5～1:20；重结晶产品：吸附剂（干重）=1:1～5:1。在该步骤中，将反应过程、水解及重结晶过程中产生的其它杂质通过吸附剂的吸附进行分离。 

本发明优选的技术步骤如下： 

（1）将经热解反应得到的十氢十硼酸双四乙基铵粗品用一定比例去离子水搅拌水解，在温度65℃下，反应2h，室温下过滤，将滤液浓缩得到水解产品；其中十氢十硼酸双四乙基铵粗品与去离子水的质量比例为1：7； 

（2）将步骤（1）所得水解产品用一定比例甲醇重结晶，冷却后进行固液分离，滤饼经甲醇洗涤，干燥后得到重结晶产品；其中水解产品与甲醇的质量比例为1:15； 

（3）将步骤（2）所得的重结晶产品以去离子水为溶剂，活性炭为吸附剂，在75℃下进行吸附纯化，0.5h后过滤，浓缩滤，所得固体干燥后得到纯度为99.9%的十氢十硼酸双四乙基铵产品；其中，重结晶产品：去离子水=1:10；重结晶产品：吸附剂=2:1。 

本发明与现有技术相比具有以下技术优势： 

1）本发明仅需水解、甲醇重结晶及吸附纯化三步，而对比文献需经四步才能得到纯度较高的产品。 

2）本发明有机溶剂用量较少，仅在重结晶步骤使用有机溶剂甲醇，而对比文献中三步分别用到乙腈、乙醇、甲醇等有机溶剂。