一种新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种新型硼簇笼状Mn[B10H9‑1‑X]化合物及其制备方法，在‑30~70℃的条件下，将卤苯二乙酯加入到[Bu4N]2[B10H10]的30wt%HAc溶液中，B‑NMR检测原料反应完全，将反应液抽滤，滤饼用水淋洗，再将滤饼真空干燥得到化合物[Bu4N][B10H9‑(XPh)]；在氮气保护下，于‑50~0℃将正丁基锂滴加到化合物[Bu4N][B10H9‑(XPh)]的四氢呋喃溶液中，待原料反应完全后加水淬灭反应，先浓缩除去大部分四氢呋喃，再往水层中加入四丁基氯化铵有大量固体生成，过滤，真空干燥得到纯的化合物[Bu4N]2[B10H9‑1‑X]；将化合物[Bu4N]2[B10H9‑1‑X]经过阳离子交换树脂得到含有[B10H9‑1‑X]

【技术实现步骤摘要】
一种新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物及其制备方法
本专利技术属于硼簇笼状化合物的合成
，具体涉及一种新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物及其制备方法。
技术介绍
在已知的硼氢化合物中，[B10H10]2-的结构如式1所示，它是一个封闭的十顶十六面双加帽四方反棱柱笼型的立体结构。式1就目前合成[B10H10]2-类硼簇笼状化合物的方法主要有：利用二甲基硫醚（(CH3)2S）与癸硼烷（B10H14）反应得到B10H12.2S(CH3)2，再加入液氨反应制得(NH4)2B10H10。由于化合物[B10H10]2-具有芳香性，因此发生取代反应也是[B10H10]2-笼状化合物化学性质中的一种。1、氟取代，目前尚没有关于[B10H10]2-氟取代的相关文献报道。2、氯取代，根据反应条件的不同，可以制备不同取代的[B10H10-XClX]2-，在文献InorganicChemistry1964,3,159-167中指出，在0~5℃的条件下，用氯气通入到(NH4)2B10H10的水溶液中，分别制得[B10H8Cl2]2-和[B10C10]2-。3、溴取代，在文献InorganicChemistry,1964,3,159-167中指出，在0℃的条件下，将液溴缓慢滴加到(t-C4H9NH3)2B10H10的水溶液中，分别得到纯的[B10H3Br7]2-和[B10Br10]2-。4、碘取代，在文献InorganicChemistry,1964,3,159-167中指出，在0℃的条件下，将单质碘的甲醇溶液和KI的水溶液缓慢滴加到(NH4)2B10H10的水溶液中，分别得到[B10H9I]2-、[B10H8I2]2-、[B10H7I3]2-、[B10H6I4]2-、[B10H4I6]2-和[B10I10]2-。但是在已经报道的[B10H9X]2-化合物中，合成的阳离子均为[Bu4N]+、[Pr4N]+等有机阳离子，并没有关于金属阳离子的相关报道。
技术实现思路
本专利技术解决的技术问题是提供了一种工艺简单高效的新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物及其制备方法。本专利技术为解决上述技术问题采用如下技术方案，一种新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物，其特征在于二价阴离子硼簇笼状[B10H9-1-X]2-的结构式为：其中X=F、Cl、Br或I，M=Li、Na、K、Ru、Cs、Mg、Ca、Sr或Ba，n=1或2。本专利技术所述的新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：在-30~70℃的条件下，将卤苯二乙酯加入到[Bu4N]2[B10H10]的30wt%HAc溶液中，B-NMR检测原料反应完全，将反应液抽滤，滤饼用水淋洗，再将滤饼真空干燥得到化合物[Bu4N][B10H9-(XPh)]；步骤S2：在氮气保护下，于-50~0℃将正丁基锂滴加到化合物[Bu4N][B10H9-(XPh)]的四氢呋喃溶液中，待原料反应完全后加水淬灭反应，先浓缩除去大部分四氢呋喃，再往水层中加入四丁基氯化铵有大量固体生成，过滤，真空干燥得到纯的化合物[Bu4N]2[B10H9-1-X]；步骤S3：将化合物[Bu4N]2[B10H9-1-X]经过阳离子交换树脂得到含有[B10H9-1-X]2-的酸性溶液，然后加M(OH)n中和即可得到新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物。优选的，步骤S1中所述卤苯二乙酯与[Bu4N]2[B10H10]的投料摩尔比为0.5~3:1。优选的，步骤S2中所述[Bu4N][B10H9-(XPh)]与正丁基锂的投料摩尔比为1:3~10。本专利技术所述的新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物的制备方法中的具体反应方程式为：；；。本专利技术首次合成了新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物，工艺简单高效且成本低廉。附图说明图1为实施例1合成的硼氢笼状化合物Na2[B10H9I]在水中11B液体核磁图；图2为实施例1合成的硼氢笼状化合物Na2[B10H9I]在水中11B{H}液体核磁图；图3为实施例1合成的硼氢笼状化合物Na2[B10H9I]在D2O中1H液体核磁图；图4为实施例2合成的硼氢笼状化合物Li2[B10H9I]在水中11B液体核磁图；图5为实施例2合成的硼氢笼状化合物Li2[B10H9I]在水中11B{H}液体核磁图；图6为实施例2合成的硼氢笼状化合物Li2[B10H9I]在D2O中1H液体核磁图。具体实施方式以下通过实施例对本专利技术的上述内容做进一步详细说明，但不应该将此理解为本专利技术上述主题的范围仅限于以下的实施例，凡基于本专利技术上述内容实现的技术均属于本专利技术的范围。实施例1步骤S1：在0℃的条件下，将碘苯二乙酯加入到[Bu4N]2[B10H10]的30wt%HAc溶液中，其中碘苯二乙酯与[Bu4N]2[B10H10]的投料摩尔比为1:1，B-NMR检测原料反应完全，将反应液抽滤，滤饼用水淋洗，再将滤饼真空干燥得到化合物[Bu4N][B10H9-(IPh)]；步骤S2：在氮气保护下，于-5℃将正丁基锂滴加到化合物[Bu4N][B10H9-(IPh)]的四氢呋喃溶液中，其中[Bu4N][B10H9-(IPh)]与正丁基锂的投料摩尔比为1:5，待原料反应完全后加水淬灭反应，先浓缩除去大部分四氢呋喃，再往水层中加入四丁基氯化铵有大量固体生成，过滤，真空干燥得到纯的化合物[Bu4N]2[B10H9-1-I]；步骤S3：将化合物[Bu4N]2[B10H9-1-I]经过阳离子交换树脂得到含有[B10H9-1-I]2-的酸性溶液，然后加NaOH中和即可得到新型硼氢笼状化合物Na2[B10H9I]。图1为实施例1合成的硼氢笼状化合物Na2[B10H9I]在水中11B液体核磁图，图2为实施例1合成的硼氢笼状化合物Na2[B10H9I]在水中11B{H}液体核磁图，图3为实施例1合成的硼氢笼状化合物Na2[B10H9I]在D2O中1H液体核磁图，由图1-3可知制得的目标产物为纯净的Na2[B10H9I]。实施例2步骤S1：在0℃的条件下，将碘苯二乙酯加入到[Bu4N]2[B10H10]的30wt%HAc溶液中，其中碘苯二乙酯与[Bu4N]2[B10H10]的投料摩尔比为1:1，B-NMR检测原料反应完全，将反应液抽滤，滤饼用水淋洗，再将滤饼真空干燥得到化合物[Bu4N][B10H9-(IPh)]；步骤S2：在氮气保护下，于-5℃将正丁基锂滴加到化合物[Bu4N][B10H9-(IPh)]的四氢呋喃溶液中，其中[Bu4N][B10H9-(IPh)]与正丁基锂的投料摩尔比为1:5，待原料反应完全后加水淬灭反应，先浓缩除去大部分四氢呋喃，再往水层中加入四丁基氯化铵有大量固体生成，过滤，真空干燥得到纯的化合物[Bu4N]2[B10H9-1-I]；步骤S3：将化合物[Bu4N]2[B10H9-1-I]经过阳离子交换树脂得到含有[B10H9-1-I]2-的酸性溶液，然后加LiOH·H2O中和即可得到新型硼氢笼状化合物Li2[B10H9I]。图4为实施例2合成的硼氢笼状化合物Li2[B10H9I]在水中11B液体核磁图，图5为实施例2合成的硼氢笼状化合物Li2[B10H9I]本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种新型硼簇笼状Mn[B10H9‑1‑X]化合物，其特征在于二价阴离子硼簇笼状[B10H9‑1‑X]2‑的结构式为：

【技术特征摘要】
1.一种新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物，其特征在于二价阴离子硼簇笼状[B10H9-1-X]2-的结构式为：其中X=F、Cl、Br或I，M=Li、Na、K、Ru、Cs、Mg、Ca、Sr或Ba，n=1或2。2.一种权利要求1所述的新型硼簇笼状Mn[B10H9-1-X]化合物的制备方法，其特征在于具体步骤为：步骤S1：在-30~70℃的条件下，将卤苯二乙酯加入到[Bu4N]2[B10H10]的30wt%HAc溶液中，B-NMR检测原料反应完全，将反应液抽滤，滤饼用水淋洗，再将滤饼真空干燥得到化合物[Bu4N][B10H9-(XPh)]；步骤S2：在氮气保护下，于-50~0℃将正丁基锂滴加到化合物[Bu4N][B10H9-(XPh)]的四氢呋喃溶液中，待原料反应完全后加水淬灭反...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈学年，李守湖，李书军，张絜，
申请(专利权)人：河南师范大学，
类型：发明
国别省市：河南,41