デカボラン
デカボラン
デカボランの三次元構造
デカボランの三次元構造
名前
その他の名前
デカボランデカボロンテトラデカヒドリド
識別子
3Dモデル（JSmol）
ケムスパイダー
ECHA 情報カード100.037.904
EC番号
  • 241-711-8
ユニイ
  • InChI=1S/B10H14/c11-5-1-2-3(1,5)7(2,9(3,5,11)13-7)8(2)4(1,2)6(1,5)10(4,8,12-6)14-8/h1-10H チェックはい
    キー: XAMMYYSPUSIWAS-UHFFFAOYSA-N チェックはい
  • InChI=1/B10H14/c11-5-1-2-3(1,5)7(2,9(3,5,11)13-7)8(2)4(1,2)6(1,5)10(4,8,12-6)14-8/h1-10H
    キー: XAMMYYSPUSIWAS-UHFFFAOYAD
  • [H]1[BH]234[BH]156[BH]278[BH]39([H]4)[BH]712[BH]853[BH]645[BH]311[BH]922[BH]14([H]5)[H]2
プロパティ
B 10 H 14
モル質量122.22グラム/モル
外観 白い結晶
臭い苦い、チョコレートのような、または焦げたゴム[ 1 ]
密度0.94 g/cm 3 [ 1 ]
融点97～98℃（207～208°F; 370～371K）
沸点213℃（415°F; 486K）
他の溶媒への 溶解性軽く、冷たい水で。[1]
蒸気圧0.2 mmHg [ 1 ]
危険
労働安全衛生（OHS/OSH）：
主な危険
空気に触れると自然発火する可能性がある[ 1 ]
GHSラベル：
GHS02: 可燃性GHS06: 有毒GHS07: 感嘆符GHS08: 健康被害
危険
H228、H301、H310、H316、H320、H330、H335、H336、H370、H372
P210、P240、P241、P260、P262、P264、P270、P271、P280、P284、P301+P310、P302+P350、P304+P340、P305+P351+P338、P307+P311、P310、P312、P314、P320、P321、P330、P332+P313、P337+P313、P361、P363、P370+P378、P403+P233、P405、P501
NFPA 704（ファイアダイヤモンド）
NFPA 704 4色ダイヤモンドHealth 3: Short exposure could cause serious temporary or residual injury. E.g. chlorine gasFlammability 2: Must be moderately heated or exposed to relatively high ambient temperature before ignition can occur. Flash point between 38 and 93 °C (100 and 200 °F). E.g. diesel fuelInstability 2: Undergoes violent chemical change at elevated temperatures and pressures, reacts violently with water, or may form explosive mixtures with water. E.g. white phosphorusSpecial hazard W: Reacts with water in an unusual or dangerous manner. E.g. sodium, sulfuric acid
3
2
2
W
引火点80℃; 176℉; 353K
149℃（300℉; 422K）
致死量または濃度（LD、LC）：
LC 50（中央値濃度）
276 mg/m 3（ラット、4時間）72 mg/m 3（マウス、4時間）144 mg/m 3（マウス、4時間）[ 2 ]
NIOSH（米国健康曝露限界）：
PEL（許可）
TWA 0.3 mg/m 3 (0.05 ppm) [皮膚] [ 1 ]
REL（推奨）
TWA 0.3 mg/m 3 (0.05 ppm) ST 0.9 mg/m 3 (0.15 ppm) [皮膚] [ 1 ]
IDLH（差し迫った危険）
15 mg/m 3 [ 1 ]
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）における材料のものです。
チェックはい 検証する （何ですか  ？） チェックはい☒北

デカボラン（デカボラン14）は、化学式B 10 H 14の無機化合物です。ボラン、より具体的には水素化ホウ素クラスターに分類されます。この白色結晶化合物は、参照構造としても、他の水素化ホウ素の前駆体としても、主要な水素化ホウ素クラスターの一つです。有毒で揮発性があり、焦げたゴムやチョコレートのような悪臭を放ちます。

取り扱い、特性、構造

デカボラン(14)の物理的特性は、ナフタレンやアントラセンと類似しており、これら3つはいずれも揮発性の無色固体である。精製には昇華が一般的である。デカボランは非常に可燃性が高く、他の水素化ホウ素化合物と同様に明るい緑色の炎を上げて燃焼する。湿った空気には反応しないが、沸騰水中で加水分解して水素を放出し、ホウ酸溶液を生成する。冷水だけでなく、様々な非極性および中極性溶媒にも溶解する。[ 3 ]

デカボランでは、B 10骨格は不完全な18面体の形状をしています。各ホウ素原子は1つの「放射状」水素化物を有し、クラスターの開口部付近の4つのホウ素原子には追加の架橋水素化物が形成されています。クラスター化学の用語では、この構造は「ニド」構造に分類されます。

合成と反応

一般的には、より小さな水素化ホウ素クラスターの熱分解によって合成されます。例えば、B 2 H 6またはB 5 H 9の熱分解では、H 2が失われてデカボランが得られます。[ 4 ] 実験室規模では、水素化ホウ素ナトリウムを三フッ化ホウ素で処理してNaB 11 H 14を得、これを酸性化するとボランと水素ガスが発生します。[ 3 ]

これはCH 3 CNやEt 2 Sなどのルイス塩基（L）と反応して付加物を形成する：[ 5 ] [ 6 ]

B 10 H 14 + 2 L → B 10 H 12 L 2 + H 2

これらの種は「アラクノ」クラスターに分類され、アセチレンと反応して「クロソ」オルトカルボランを生成します。

B 10 H 12 · 2 L + C 2 H 2 → C 2 B 10 H 12 + 2 L + H 2

デカボラン(14)は弱いブレンステッド酸である。モノ脱プロトン化により、やはりニド構造を有する アニオン[B 10 H 13 ] −が生成される。

ブレロクス反応ではデカボランはアラクノ-CB 9 Hに変換される。−14:

B 10 H 14 + CH 2 O + 2 OH − + H 2 O → CB 9 H−14+ B(OH)−4+ H 2

考えられる用途

デカボランはこれまで多くの研究がなされてきたものの、商業的に大きな用途は見られません。デカボランとその誘導体は、特殊な高性能ロケット燃料への添加剤として研究されました。また、エチルデカボランなどの誘導体も研究されました。

デカボランはケトンやアルデヒドの還元アミノ化に効果的な試薬である。 [ 7 ]

デカボランは、半導体製造におけるホウ素の低エネルギーイオン注入への応用が検討されている。また、ホウ素含有薄膜の製造のためのプラズマ支援化学蒸着法への応用も検討されている。核融合研究では、ホウ素の中性子吸収特性を利用して、これらのホウ素を豊富に含む薄膜を用いてトカマク真空容器の壁を「ホウ素化」し、プラズマへの粒子や不純物の再利用を減らし、全体的な性能を向上させることが行われている。[ 8 ]核融合の分野でも評価されている。[ 9 ]

安全性

デカボランはペンタボランと同様に中枢神経系に影響を及ぼす強力な毒素ですが、ペンタボランよりも毒性は低いです。皮膚からも吸収される可能性があります。

昇華による精製には、発生したガスを除去するための動的真空が必要である。原油サンプルは100℃近くで爆発する。[ 6 ]

四塩化炭素と爆発性の混合物を形成し、製造施設でよく話題になる爆発を引き起こした。[ 10 ]

結晶状態では、ロケット燃料の酸化剤として使用される赤および白の発煙硝酸と激しく反応し、非常に強力な爆発を引き起こします。 [ 11 ]

参考文献

  1. ^ a b c d e f g h NIOSH化学物質ハザードポケットガイド。「#0175」。米国国立労働安全衛生研究所（NIOSH）。
  2. ^ 「デカボラン」。生命または健康に直ちに危険を及ぼす濃度。米国労働安全衛生研究所。
  3. ^ a bゲイリー・B・ダンクス、キャシー・パーマー＝オルドネス、エディ・ヘダヤ「デカボラン(14)」Inorg.シンセ。 1983年、vol. 22、202〜207ページ。 土井：10.1002/9780470132531.ch46
  4. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Chemistry of the Elements (第2版). Butterworth-Heinemann . doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN 978-0-08-037941-8。
  5. ^ Charles R. Kutal; David A. Owen; Lee J. Todd (1968). " closo -1,2-Dicarbadodecaborane(12): [ 1,2-Dicarbaclovododecaborane(12 )]".無機合成. 第11巻. pp.  19– 24. doi : 10.1002/9780470132425.ch5 . ISBN 978-0-470-13170-1。
  6. ^ a b M. Frederick Hawthorne; Timothy D. Andrews; Philip M. Garrett; Fred P. Olsen; Marten Reintjes; Fred N. Tebbe; Les F. Warren; Patrick A. Wegner; Donald C. Young (1967). 「二十面体カルボランおよびカルバ金属水素化ホウ素誘導体の合成につながる中間体」.無機合成. 第10巻. pp.  91– 118. doi : 10.1002/9780470132418.ch17 . ISBN 978-0-470-13241-8。
  7. ^ Jong Woo Bae; Seung Hwan Lee; Young Jin Cho; Cheol Min Yoon (2000). 「メタノール中デカボランを用いたカルボニルとアミンの還元アミノ化」J. Chem. Soc., Perkin Trans. 1 (2): 145– 146. doi : 10.1039/A909506C .
  8. ^ Nakano, T.; Hirashima, S.; Kubo, H.; Yagyu, J.; Arai, T.; Asakura, N.; Itami, K. "Boronization effects using deuterated-decaborane (B 10 D 14 ) in JT-60U" . 15th PSI Gifu, P1-05 . 総合研究大学院大学（日本）：核融合科学研究所。 2004年5月30日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  9. ^ Wang, Brian (2018年3月27日). 「LPP Fusionは、核融合純利益マイルストーン達成を目指して資金を投入 | NextBigFuture.com」 . NextBigFuture.com . 2018年3月27日閲覧。
  10. ^ 「M.フレデリック・ホーソーン教授による第79回教員研究講演の要約版」UCLA。
  11. ^ 「2つの非爆発性成分による最も破壊的な化学反応」。YouTube 。 2023年12月21日。YouTube動画名：「2つの非爆発性成分による最も破壊的な化学反応」

さらに読む

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