[其他]离子交换法制备固体八氢三硼酸铵

说明书

本发明介绍利用离子交换技术制备八氢三硼酸盐，特别是制备八氢三硼酸铵及其他氨溶性八氢三硼酸盐的方法，这种发明在某种程度上讲是本发明者前一发明的继续和扩展。

利用离子交换技术制备硼氢化物，文献中报道很少，作者曾利用这一技术合成出〔（CH₃）₃NHH₂〕₂B₁₀H₁₀;EberhardAmber-ger和EdwinGut利用这一技术制备出八氢三硼酸金属盐NaB₃H₈的水溶液。然而利用离子交换技术制备富氢的硼氢化合物八氢三硼酸铵的方法尚未报道。

利用离子交换技术，在正常情况下能够制得对树脂不敏感的高纯度的离子化合物;但对含桥氢结构的硼氢阴离子而言，树脂常常催化它分解而难以达到预期目的。因此，为了将这一技术引入阳离子中含有活泼氢的较不稳定的富氢硼氢阴离子化合物的合成中，必须对之作出重要改进。

本发明的目的是提供利用离子交换技术制备富氢的八氢三硼酸铵的方法，这种方法包括离子的静态交换和柱上动态交换两种方式。

本发明的要点是：利用离子静态交换法制取八氢三硼酸铵是在低温下于适宜介质中阳离子进行的静态交换反应;利用离子的柱上动态交换法制取八氢三硼酸铵是在低温下于适宜介质中进行的阳离子柱上交换反应和阴离子柱上交换反应（事实上阴离子的柱上动态交换过程包括八氢三硼酸根离子的交换吸附和洗脱两个过程）;本发明中选用X-4%型强酸性阳离子交换树脂和ZerolitG型弱碱性阴离子交换树脂;本发明中选用的离子交换介质为液氨-甲醇溶液;本发明中选用的离子交换温度为-10℃至-78℃，若改用较高温度进行交换反应，则在交换过程中分解发泡，使交换过程不能正确进行;本发明中八氢三硼酸根离子的来源物料为氨溶性八氢三硼酸盐，它们是八氢三硼酸金属盐（如：KB₃H₆）和氮鎓盐（如：Me₄NB₃H⁸₃，Et₄NB₃H₈，MeN NMe₂B₃H₈等）。

阳离子静态交换法制取八氢三硼酸铵，虽然操作简单，但难以获得较高纯度的产物。阴离子柱上交换法制取八氢三硼酸铵程序较为繁杂;消耗八氢三硼酸盐较多，其优点是可除去阳离子和像BO^-₃，等一些阴离子杂质;阳离子柱上动态交换法制取八氢三硼酸铵不仅操作程序简便，举且易于获得较高纯度的产品。它是利用离子交换技术装备八氢三硼酸铵的较佳方法。

利用离子交换技术制备八氢三硼酸铵的程序可简述如下：阳离子柱上动态交换法制取八氢三硼酸铵包括NH⁺₄一型树脂的制备及八氢三硼酸盐与NH⁺₄离子的交换两个步骤。在第一步骤中，树脂经甲醇反复提取除去有机杂质后，经氢氧化钠，盐酸先后处理，得H型树脂，再用纯净的氯化铵溶液使之转化为NH⁺₄型树脂，干燥后备用;在第二步骤中，取第一步骤中制得的NH⁺₄一型树脂用无水甲醇充分浸泡后，装上交换柱，柱上保留适当高度的甲醇液层，在干燥氮气流通下加入固体八氢三硼酸盐：交换柱外设干冰-乙醇冷浴，导入干燥氨气，使氨在柱中冷凝下来。待固体八氢三硼酸盐溶解后，停止导氨，开启交换柱下端的活塞，使八氢三硼酸盐的溶液流经树脂床，收集流出液，减压除去溶剂，即得高纯度高产率的八氢三硼酸铵。若采用阳离子静态交换的方法制取八氢三硼酸铵，只要将第一步骤制得的NH₄树脂用无水甲醇充分浸泡。加入八氢三硼酸盐导入干燥氨气。纯度为93-97%的八氢三硼酸铵产品。