説明

ドデカヒドロドデカボレート塩の製造方法

【課題】B1212(2−)の塩を製造する費用効果の高い、かつ実質的にジボランを含まない方法を提供する。
【解決手段】ドデカヒドロドデカボレートB1212(2−)の塩の合成にあたって、a)少なくとも1種のブレンステッド酸又はルイス酸、b)アルカリ金属テトラヒドロボレート及びアルカリ土類テトラヒドロボレートからなるクラスから選択される少なくとも1種のテトラヒドロボレート、及びc)RO(CH2CH2O)R’、R’SR’、RR’R”N及びRR’R”Pからなる式のものから選択される少なくとも1種のルイス塩基、を反応させる。

【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【0001】
特定のボラン化合物を製造する方法は当業界に公知である。ドデカヒドロドデカボレートを合成する以前の方法は、ジボランと金属テトラヒドロボレートとの反応を必要とし、又はボラン錯体の熱分解を必要とする。
【0002】
米国特許第3169045号、第3265737号及び第3328134号各明細書には、圧力容器内でジボランをテトラヒドロボレートと縮合させることによるB12122-の調製が開示されており、すなわち、「アルカリ金属及びアルカリ土類金属ドデカヒドロドデカボレートを調製する方法であって、
a)ジボラン、
b)アルカリ金属テトラヒドロボレート及びアルカリ土類テトラヒドロボレートからなるクラスから選択されるテトラヒドロボレート、及び
c)RO(CH2CH2O)R’、R’SR’、RR’R”N及びRR’R”Pからなる式のものから選択される化合物を、
……実質的に酸素と水の不存在下及び約1気圧の圧力で少なくとも120℃の温度で反応させることを含む方法」が開示されている。
【0003】
他の群の方法は、種々のボランとL・BH3錯体との反応を含む。例えば、米国特許第3961017号明細書には、ジボラン付加物、ジメチルスルフィドボランを利用したNa21212の合成方法、すなわち、「……アルカリ金属水素化物とジメチルスルフィドボランとの反応を含むアルカリ金属ドデカヒドロドデカボレートの調製方法」が記載されている。チェコスロバキア国特許第238254号明細書には、金属テトラヒドロボレートの存在下でのボラン−トリエチルアミン錯体の熱分解に基づく方法、すなわち、「……220〜250℃でのアルカリ金属水素化物とトリエチルアミンボランとの反応を含むアルカリ金属ドデカヒドロドデカボレートの調製方法」が提示されている。
【0004】
混床式流動反応器中でのNaH及びNaBH4と三塩化ホウ素−水素混合物の間の反応も、Na21212の合成用に提案されているが、この系では、かなりの量の望ましくない副生物、塩素化クラスターも生成された(Gruner, B. et al, Eur. J. Solid State Inorg. Chem., 1991, p.597)。
【0005】
他の方法が、Miller, H.C.; Muetterties, E.L.の米国特許第3555261号明細書、Sivaev, I.B.; Bregadze, V.I.; Sjoberg, S., Collect. Czech. Chem. Commun., 2002, 679、 Olmsted, P.B.の米国特許第2927124号明細書に開示されている。
【0006】
上に挙げた参照文献全ての開示は参照によりここに組み入れられる。そのように組み入れることは、これらの参照文献が特許請求の範囲の請求項に対する従来技術であるということを承認するものではない。
【0007】
【特許文献1】米国特許第3169045号明細書
【特許文献2】米国特許第3265737号明細書
【特許文献3】米国特許第3328134号明細書
【特許文献4】米国特許第3961017号明細書
【特許文献5】チェコスロバキア国特許第238254号明細書
【特許文献6】米国特許第3555261号明細書
【特許文献7】米国特許第2927124号明細書
【非特許文献1】Gruner, B. et al, Eur. J. Solid State Inorg. Chem., 1991, p.597
【非特許文献2】Sivaev, I.B.; Bregadze, V.I.; Sjoberg, S., Collect. Czech. Chem. Commun., 2002, 679
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
本発明は、B1212(2−)の塩を製造する費用効果の高い方法を提供することにより、従来法に関連する問題を解決する。本発明はまた、実質的にジボランのない方法を利用することにより、従来法に関連する問題を解決する。ジボランが「実質的にない」とは、反応物、単離された中間体及び生成物が、約5モル%未満のジボラン(気相中で測定した場合)を、通常は約1モル%未満のジボランを含むことを意味する。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明は、アルカリ金属テトラヒドロボレート(例えばナトリウムテトラヒドロボレート)などの市販の物質からドデカヒドロドデカボレート塩(2−)類を製造する方法を含む。
【0010】
本発明の方法は、限定なしにLiB12x12-xを含めて、(B12x12-x-2(式中のYは、水素、塩素、他のハロゲン、及びOR基を含むがこれらに限定されない原子又は官能基の任意の組み合わせであることができる)、その任意の塩又は前駆体、及びLBF含有組成物を含む組み合わせ(まとめて「LBF」と呼ばれる)を製造するのに使用できるボレート含有組成物を製造することができる。例えば、B1212(2−)塩は、Li212Cl12及びLi21212-xxを製造するのに使用できる。LBFはリチウム電池のリチウム源として利用できる。本発明のボラン組成物を利用してLBFを製造する方法の例は、米国特許出願公開第20050064288号明細書及び米国特許出願公開第20050053841号明細書に開示されており、参照によりここに組み入れられる。
【0011】
本発明はアミン−ボラン組成物を製造することもできる。本発明で説明される方法により製造されるアミン−ボランは、ドデカヒドロドデカボレートの塩の合成のために、又は他の用途のために、それらの中でも、薬剤合成における用途、金属メッキのための還元剤などのために利用可能である。
【0012】
本発明の1つの態様では、ドデカヒドロドデカボレートB12122-の塩を、少なくとも1種の金属テトラヒドロボレートを少なくとも1種のブレンステッド酸又はルイス酸及び少なくとも1種のルイス塩基と反応させてB1212(2−)の塩を生成させることにより調製する。
【0013】
本発明の1つの実施形態では、少なくとも1種の金属テトラヒドロボレート塩を、ボロキシンと反応させて(例えば、約120〜約180℃の温度で)、B1212(2−)の塩及び金属ボレートを生成させる。この態様の他の実施形態では、ナトリウム金属テトラヒドロボレートを三フッ化ホウ素と反応させて、B1212(2−)の塩及びナトリウムテトラフルオロボレートを生じさせ、それから三フッ化ホウ素を再循環させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0014】
本発明は、少なくとも1種の金属テトラヒドロボレート塩を、RO(CH2CH2O)R’、R’SR’、RR’R”N及びRR’R”Pからなる式のものから選択されるルイス塩基の存在下で、少なくとも1種のブレンステッド酸又はルイス酸と反応させる、ドデカヒドロドデカボレート塩を製造するための組成物及び方法に関する。
【0015】
どのような好適な金属塩も本発明で使用できるが、好適な金属テトラヒドロボレート塩の例は、リチウムテトラヒドロボレート、ナトリウムテトラヒドロボレート及びカリウムテトラヒドロボレートからなる群から選択される少なくとも1種のアルカリ金属テトラヒドロボレートと、カルシウムテトラヒドロボレート、マグネシウムテトラヒドロボレートから選択されるアルカリ土類テトラヒドロボレート、及びこれらの組み合わせを含む。
【0016】
どのような好適な酸も本発明で使用できるが、本発明で使用するのに好適なブレンステッド酸は、別の物質にプロトンを供与できる少なくとも1種の物質を含む。好適なブレンステッド酸の例は、塩酸、硫酸、酢酸、ギ酸、ホウ酸、塩酸トリアルキルアンモニウム、硫酸水素トリアルキルアンモニウム、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種を含む。
【0017】
本発明の方法における金属テトラヒドロボレートとブレンステッド酸の比は、約0.1と約10の間でよい。本発明の1つの態様では、金属テトラヒドロボレートとブレンステッド酸の比は、ブレンステッド酸との反応の間に生成されるアニオンにより過剰な金属が実質的に除去され、且つ反応完了後に混合物中に遊離のブレンステッド酸が実質的に存在しないように選択される。例えば、Mがアルカリ金属を含み、ブレンステッド酸がHClを含む場合、以下の式に照らして金属水素化物とブレンステッド酸の比が約12/10の場合に反応が実施可能である。
【0018】
【化1】

【0019】
どのような好適な酸でも本発明で使用できるが、本発明での使用に好適なルイス酸は、電子対受容体として作用する少なくとも1種の物質を含む。好適なルイス酸の例は、三塩化アルミニウム、ハロゲン化ホウ素、二酸化炭素、ホウ素エステル、酸化ホウ素、及び酸化ホウ素とホウ素エステル(例えばボロキシン)との混合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種を含む。望ましいルイス酸は、三フッ化ホウ素とボロキシンなどの、ハロゲン化ホウ素とボロキシンを含む。
【0020】
本発明の他の態様では、金属テトラヒドロボレートとルイス酸の比は約0.1と約10の間でよい。金属テトラヒドロボレートとルイス酸の比は、ルイス酸との反応の間に生成されるアニオンにより過剰な金属が実質的に除去され、且つ反応完了後に混合物中に遊離のルイス酸が実質的に存在しないように選択することができる。例えば、Mがアルカリ金属を含み、ルイス酸がBF3を含む場合、以下の式に照らして金属水素化物とルイス酸の比が約1/1の場合に反応が実施可能である。
【0021】
【化2】

【0022】
とは言え、ブレンステッド酸がBCl3を含み反応副生物の1つがNaClを含む場合は、金属水素化物とブレンステッド酸の比が約4のときに反応が実施可能である。
【0023】
【化3】

【0024】
本発明では少なくとも1種のルイス塩基を使用できる。本発明で使用されるルイス塩基は、電子対供与体として作用する物質として定義される。本発明で使用されるルイス塩基の典型例は、一般式RO(CH2CH2O)R’の少なくとも1種のエーテルタイプの化合物、一般式R’R”R”’Nのアミン、一般式R’SR”のアルキルスルフィド、及び一般式RR’R”Pのホスフィンを含むことができる。ルイス塩基ボラン錯体は、反応中間体として働くことができ、あるいは反応副生物から分離して好適な条件下でドデカヒドロドデカボレートの塩に転化できる。望ましいルイス塩基はアミン(例えば、トリエチルアミンなどの脂肪族アミン)を含む。ルイス塩基と金属テトラヒドロボレートのモル比は0.1と100の間である。
【0025】
本発明の1つの態様では、ルイス塩基ボラン錯体を得るために、少なくとも1種の金属テトラヒドロボレートを、少なくとも1種のルイス塩基の存在下で、少なくとも1種のブレンステッド酸により処理する(例えば、約−50〜約150℃の温度で)。次いで、ルイス塩基ボラン錯体を熱分解して、B1212(2−)の塩を生成させることができる。この態様の1つの実施形態では、ルイス塩基ボラン錯体を反応混合物から分離せずにB1212(2−)を製造する。例えば、金属テトラヒドロボレート、ブレンステッド酸及びルイス塩基を有機溶媒含有媒体中で(例えば空気及び水分の不存在下で)反応させる場合、ルイス塩基ボラン錯体は、金属テトラヒドロボレートとブレンステッド酸との反応副生物から分離しなくてよい。本発明の方法のこの態様では、少なくとも1種のルイス塩基、少なくとも1種のブレンステッド酸及び少なくとも1種の金属テトラヒドロボレートを、少なくとも1種の有機溶媒中で混合し、反応混合物を約100℃より高温に加熱して、B1212(2−)の塩を生じさせる。しかし、反応中間体からルイス塩基ボランを分離する(例えば、反応溶媒に不溶性の金属塩として)のが望ましい(例えば、撹拌の改善又は反応収率の向上のために)場合には、ろ過、蒸発、抽出などの任意の好適な分離法によって反応混合物からルイス塩基ボラン錯体を分離できる。溶媒含有媒体のための有機溶媒は、全ての反応物及び反応生成物に対し実質的に不活性であるものから選択される。好適な溶媒の例は、ジエチルエーテル、1,4−ジオキサン、テトラヒドロフラン、グリム、ジグリム及びトリグリムなどのエーテルタイプの溶媒を含む。
【0026】
本発明の別の態様では、ルイス塩基、ブレンステッド酸及び金属テトラヒドロボレートが水溶液中で反応する場合、水溶液からのルイス塩基ボランを分離するのが、B1212(2−)の製造に一般に有用である。水溶液の使用は、ルイス塩基ボラン錯体が水と不混和性である場合特に有用である。この場合、ルイス塩基ボラン錯体は、反応中間体、ブレンステッド酸の金属塩から、抽出により分離できる。ブレンステッド酸とルイス塩基を別な容器中で反応させて、ブレンステッド酸としても作用することができる中間体の塩を生成させてもよく、それを更に金属テトラヒドロボレートと反応させることができる。例えば、アミン(ルイス塩基)を塩化水素(ブレンステッド酸)と反応させて塩酸アミンを生成させ、それを更に金属テトラヒドロボレートと反応させてB1212(2−)の塩を生成させる。
【0027】
本発明の特定の態様を図面により説明する。図1を参照すると、トリエチルアミンEt3Nを塩化水素HClと反応させて塩酸トリエチルアミンEt3NHClを生成させ、それをナトリウムテトラヒドロボレートNaBH4と反応させて中間体のトリエチルアミンボランEt3NBH3を生成させ、そしてそれを更にナトリウムテトラヒドロボレートと反応させてナトリウムドデカヒドロドデカボレートNa21212を製造する。トリエチルアミンと塩化水素の反応は、溶媒の不存在下、有機溶媒中、あるいは水溶液中で行うことができる。塩化トリエチルアミンとナトリウムテトラヒドロボレートとの反応は、溶媒の不存在下、不活性有機溶媒中、あるいは水中で行うことができる。反応を水中で行う場合、塩化トリエチルアンモニウムを含む水溶液を固体のナトリウムテトラヒドロボレート、又はナトリウムテトラヒドロボレートの水溶液で処理する。トリエチルアミンボラン錯体は別の相を形成し、反応副生物の塩化ナトリウムの水溶液から分離される。トリエチルアミンボランは乾燥させて水を全て又は実質的に全て除去することができ、そしてナトリウムテトラヒドロボレート、又は他の金属塩、例えば水素化ナトリウム、水素化カリウム、ホウ水素化リチウム及びホウ水素化カリウム、あるいはナトリウムアルコキシドなどと反応させて(例えば、約180〜約250℃の温度で)、Na21212を生じさせる。
【0028】
ルイス塩基ボラン錯体と金属塩との比は、検出可能な量のドデカヒドロドデカボレートアニオンを得るには重要ではない。しかし、B1212(2−)の収率を上げるためには、出発混合物におけるL・BH3と金属とのモル比を、通常は、所望の生成物のドデカヒドロボレートの金属塩M+(B1212-n(式中のnは金属原子価であり、nは1、2、3である)におけるホウ素と金属のモル比に一致するように維持する。例えば、金属塩が水素化ナトリウムを含む場合、ルイス塩基ボラン錯体と水素化ナトリウムの有効な比は、以下の式に照らして約12〜約2の範囲である。
【0029】
【化4】

【0030】
もう一つの例において、金属塩がナトリウムテトラヒドロボレートを含む場合は、ルイス塩基とナトリウムテトラヒドロボレートの有効な比は、以下の式に照らして約10対約2である。
【0031】
【化5】

【0032】
本発明の別の態様では、金属テトラヒドロボレート塩をボロキシンと反応させて(例えば、空気及び水分の不存在下に約80〜約180℃の温度で)、B1212(2−)の塩及びホウ酸金属塩を生成させる。ボロキシンは、一般式B33(OR)3の環状ホウ酸エステルを含み、式中のRはH又はヒドロカルビル基、例えばアルキル、シクロアルキル、アリール、アルキルアリールなどである。例えば、アルコキシボロキシンはRがアルキルである環状ホウ酸アルキルエステルである。この明細書全体を通して「アルコキシボロキシン」という用語は、組成をB23及びトリアルキルボレート分に関して表すことができる液体を指す。それらの組成物は、溶液中の酸化ホウ素の量が変動可能である酸化ホウ素のトリアルキルボレート溶液と考えることができる。どのような特定の溶液も、それがホウ素、酸素及び特定のアルコキシ基のみを含み、且つ特定のホウ素含量を有するということから、定義可能である。本発明で使用される有用なボロキシンの例は、Rがメチル、エチル、プロピル、ブチル、イソプロピルであるものを含めて、Rがアルキルであるアルコキシボロキシンを含む。望ましい結果が、アルコキシボロキシン(例えばトリメトキシボロキシンB33(OCH33)から得られている。
【0033】
米国特許第2927124号明細書(その開示は参照によりここに組み入れられる)には、以下の式により説明されるとおりに酸化ホウ素をトリメチルボレート−メタノール共沸混合物と反応させるボロキシンの調製方法が記載されている。
【0034】
【化6】

【0035】
トリメトキシボロキシンをB1212(2−)の合成に使用する場合、本発明の方法のこの態様は図2で説明される。図2を参照すると、そこに示されている方法は以下の式により説明される。
【0036】
【化7】

【0037】
しかし、反応の間に、より高次のポリボレートNa247及びNa269も生成することがある。
【0038】
【化8】

【0039】
反応が完了したなら、反応混合物をメタノール及び酸で処理することにより、粗反応混合物からホウ素有価物を回収することができる。例えば、ホウ酸ナトリウムは、以下の式で説明されるように反応混合物をメタノール及び二酸化炭素で処理することにより、炭酸ナトリウム及びホウ酸トリメチルに転化可能である。
【0040】
【化9】

【0041】
本発明の別の態様では、少なくとも1種の金属テトラヒドロボレートを三フッ化ホウ素又は三フッ化ホウ素錯体と反応させる。本発明の方法は、ナトリウムテトラヒドロボレート及び三フッ化ホウ素などの市販の原料から一段階でB1212(2−)を製造するという利点を提供する。本発明のこの態様を図3で説明する。図3を参照すると、そこに示されている方法は以下の式により説明される。
【0042】
【化10】

【0043】
この反応は、テトラヒドロフラン、ジエチルエーテル、グリム、ジグリム、トリグリムなどのエーテルタイプ溶媒を含むことができる不活性溶媒中で実施できる。B1212(2−)の収率を上げるため、アルキルスルフィド、トリアルキルアミン及びトリアルキルホスフィンなどのルイス塩基を反応溶液に加えてもよい。三フッ化ホウ素とナトリウムテトラヒドロボレートは、約−50〜約150℃の範囲の温度で反応させることができる。三フッ化ホウ素を約120℃未満の温度でナトリウムテトラヒドロボレートに加える場合、反応混合物を更に加熱する(例えば、約150〜約180℃の温度へ)のが、B1212(2−)のより高い収率を得るのに有効である。三フッ化ホウ素の添加後に反応副生物NaBF4をろ過するのは、通常必要でない。しかし、反応条件下で反応混合物の攪拌を改善するのに、三フッ化ホウ素の添加後にNaBF4をろ過すると有益なことがある。NaBF4のろ過後、反応混合物を加熱して(例えば、約150〜約180℃の温度に)、B1212(2−)を得ることができる。多くの場合、ホウ素に基づく全体的収率を上げるために、NaBF4から三フッ化ホウ素を再生利用することが有益なことがある。NaBF4から三フッ化ホウ素を再生利用する簡便な方法は、以下の式により説明される(Inorganic Synthesis, 1939, V1, p21、その開示は参照によりここに組み入れられる)。
【0044】
【化11】

【0045】
NaBF4から三フッ化ホウ素を再生利用するこのアプローチを用いると、Na21212合成の全体反応は以下の式により説明することができる。
【0046】
【化12】

【実施例】
【0047】
以下の実施例は本発明の特定の態様を説明するために提示するものであり、いずれの請求項の範囲も限定するものではない。
【0048】
〔例1〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート、三フッ化ホウ素及びジメチルスルフィドからドデカヒドロボレートを調製するのを説明する。
【0049】
ナトリウムテトラヒドロボレート(3.82g)、ジグリム(50ml)及びジメチルスルフィド(22ml)の混合物を、15℃で1時間三フッ化ホウ素ジエチルエーテラート(13.5g)で処理した。白色の沈殿が生じた。反応混合物を100℃で2時間加熱し、次いで150℃で3時間加熱すると、B1212(2−)が生成した。反応の間、ガスの発生が観察され、ジメチルスルフェートとジエチルエーテルの混合物である液体(24.6g)の蒸留を同時に行った。固体生成物をエタノールに溶解し、不溶性のNaBF4をろ別した。エタノールを蒸留で除き、固形残留物を水に再溶解した。水溶液を塩化トリエチルアンモニウムで処理して、NaBH4を基準にして87%の収率で[Et3NH]21212が得られた。
【0050】
〔例2〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート及びトリメトキシボロキシンからのB1212(2−)の合成を説明する。
【0051】
19当量のNaBH4のジグリム溶液を、110℃で17.5当量のボロキシンにより処理して、およそ50%のNaBH4をNaB38に転化させた。反応混合物を過剰のボロキシン(ボロキシン/NaBH4のモル比を1.3に上げた)で処理して、およそ90%のNaBH4をNaB38に転化させた。更に反応混合物を145〜150℃で加熱すると、57%の単離収率でNa21212が生成した。この比較的低い収率は、少量のジボランと他の揮発性ボラン、例えばBH(OMe)2及びBH2(OMe)などが生成したためであり、これらはトリエチルアミンにより吸収されて、トリエチルアミンボラン錯体として同定された。
【0052】
〔例3〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート、トリメトキシボロキシン及びテトラヒドロチオフェンからのB1212(2−)の合成を説明する。
【0053】
テトラヒドロチオフェンの存在下で、19当量のNaBH4の溶液をジグリム中で17.5当量のボロキシンにより25℃で処理して、NaBH4のC48SBH3へのおよそ50%の転化が観察された。この混合物を140℃まで加熱し、過剰の7.5当量のボロキシンを加えると、NaB38が生成し、その後およそ39%の収率でNa21212が生成した。
【0054】
〔例4〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート及び塩化トリエチルアンモニウムからのボラントリエチルアミンの合成を説明する。
【0055】
18.23gの塩化トリエチルアンモニウムを42.16gの水に溶解した。この塩化トリエチルアンモニウムの水溶液を16.65gのトリエチルアミンで処理した。混合物を、窒素雰囲気下で5.05gの固体ホウ水素化ナトリウムにより30℃で45分間処理した。2相混合物が形成され、上層はトリエチルアミンとボラン−トリエチルアミンの混合物、下層は塩化ナトリウムの水溶液であった。2相混合物を分離して、30.76gの有機層を得た。有機画分をGC、1H NMR及び11Bにより分析し、それは1.84gの水、14.85gのトリエチルアミン及び14.00gのトリエチルアミンボラン(NaBH4を基準にして収率92%)を含んでいた。有機画分を、1.94gの固体NaOHにより4時間乾燥した。
【0056】
〔例5〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート、トリエチルアミン及び硫酸からのボラントリエチルアミンの合成を説明する。
【0057】
6.52gの96%硫酸を85.33gの水に加えた。この硫酸水溶液を40.13gのトリエチルアミンにより5℃で10分間処理して、トリエチルアンモニウムスルフェートの水溶液が得られた。溶液を、窒素雰囲気下で5.02gの固体のホウ水素化ナトリウムにより30℃で40分間処理した。2相混合物が形成され、上層はトリエチルアミンとボラン−トリエチルアミンの混合物、下層は硫酸ナトリウムの水溶液であった。2相混合物を分離し、水性画分を2.29gのトリエチルアミンで洗浄した。44.2gの有機画分が得られた。この画分を、1.30gの固体NaOHにより4時間乾燥した。有機画分をGC、1H NMR及び11Bにより分析し、それは0.74モル%のトリエチルアミン(31.69g)及び0.26モル%のトリエチルアミンボラン(12.50g)を含有しており、トリエチルアミンボランの収率82%を与えた。
【0058】
〔例6〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート及び塩化トリエチルアンモニウムからのボラントリエチルアミンの合成を説明する。
【0059】
14.7gの塩化トリエチルアンモニウムを25.22gの水に溶解した。この塩化トリエチルアンモニウム水溶液を10.1gのトリエチルアミンにより処理した。混合物を、窒素雰囲気下で2.05gの固体ホウ水素化ナトリウムにより30℃で2分間処理した。2相混合物が形成され、上層はトリエチルアミンとボラン−トリエチルアミンの混合物、下層は塩化ナトリウムの水溶液であった。2相混合物を分離し、水性画分を2.01gのトリエチルアミンで洗浄した。20.98gの有機層を集め、それをGC、1H NMR及び11Bで分析すると、1.5gの水、13.3gのトリエチルアミン及び6.2gのトリエチルアミンボラン(NaBH4を基準にして収率99%)を含んでいた。有機画分を1.20gの固体NaOHにより4時間乾燥した。
【0060】
〔例7〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート及び塩化トリエチルアンモニウムからのボラントリエチルアミンの合成を説明する。
【0061】
18.23gの塩化トリエチルアンモニウムを42.16gの水に溶解した。この塩化トリエチルアンモニウム水溶液を16.65gのトリエチルアミンにより処理した。混合物を、窒素雰囲気下で5.05gの固体のホウ水素化ナトリウムにより30℃で45分間処理した。2相混合物が形成され、上層はトリエチルアミンとボラン−トリエチルアミンの混合物、下層は塩化ナトリウムの水溶液であった。2層混合物を分離し、30.76gの有機層を得た。有機画分をGC、1H NMR及び11Bにより分析すると、1.84gの水、14.85gのトリエチルアミン及び14.00gのトリエチルアミンボラン(NaBH4を基準にして収率92%)を含んでいた。有機画分を1.94gの固体NaOHにより4時間乾燥した。
【0062】
〔例8〕
この例は、ナトリウムテトラヒドロボレート、トリエチルアミン及び硫酸からのボラントリエチルアミンの合成を説明する。
【0063】
6.51gの96%硫酸を86.54gの水に加えた。この硫酸水溶液を25.08gのトリエチルアミンにより5℃で10分間処理すると、トリエチルアンモニウムスルフェートの水溶液が得られた。この溶液を、窒素雰囲気下で5.08gの固体のホウ水素化ナトリウムにより30℃で42分間処理した。2相混合物が形成され、上層はトリエチルアミン及とボラン−トリエチルアミンの混合物、下層は硫酸ナトリウムの水溶液であった。2相混合物を分離し、水性画分を2.00gのトリエチルアミンで洗浄した。26.8gの有機層が得られた。この画分を1.03gの固体NaOHで4時間乾燥した。有機画分をGC、1H NMR及び11Bにより分析すると、0.49モル%のトリエチルアミン(13.23g)及び0.51モル%のボラン−トリエチルアミン(13.52g)を含んでおり、ボラン−トリエチルアミンの収率88%を与えた。
【0064】
〔例9〕
この例は、トリエチルアミンボラン及びホウ水素化ナトリウムからのドデカヒドロドデカボレートのトリエチルアンモニウム塩[Et3NH]21212の合成方法を説明する。
【0065】
ボラントリエチルアミン(75ml、58.7g、511.5ミリモル)を、窒素雰囲気下25℃で250mlフラスコ中のNaBH4(2.2g、58.2ミリモル、粉末)に加えた。反応混合物の温度をおよそ30〜40分以内に190℃に上げた。この時点で、水素の発生及びオーバーヘッドコンデンサーでのトリエチルアミンの凝縮が見られた。1.5時間後、35.3gのEt3Nを留出液から回収した(349.5ミリモル、Et3NBH3を基準にした収率68.3%)。反応を50℃に冷却し、残留ボラントリエチルアミンを真空下で除去した。固形物を真空下100℃で1時間乾燥し、12.4gのEt3NBH3を集めた(108.0ミリモル、21モル%)。生成物(乾燥固体)を50mlの1%NaOHにより処理すると、2層混合物が形成された。混合物を遠心分離し、上層からEt3NBH3(3.4g、29.6ミリモル、5.7モル%)を集めた。水性画分を3MのHClにより中和してpH=5にし、Et3NHClの40%水溶液(8.0g)により処理した。沈殿(純度およそ95%)を集め、真空下で乾燥して7.8gの(Et3NH)21212を得た(NaBH4を基準とした収率77.5%、反応したEt3NBH3を基準とした収率およそ65%)。
【0066】
〔例10〕
この例は、トリエチルアミンボラン及びホウ水素化ナトリウムからのドデカヒドロドデカボレートのトリエチルアンモニウム塩[Et3NH]21212の合成方法を説明する。
【0067】
実施例1〜3で説明した手順に従い、トリエチルアミンボラン(72モル%)とトリエチルアミン(28モル%)の混合物を調製した。この混合物を2.0gのNaBH4と一緒にし、120℃に加熱した。この温度で19mlのトリエチルアミンを蒸留により除いた。混合物を1時間200℃に加熱し、水素ガスの発生を伴いながら33mlのトリエチルアミンを蒸留により除いた。未反応のボラントリエチルアミンを真空下で除去し、13.7gのトリエチルアミンボランを凝縮液から集めた。生成物(乾燥固体)を50mlの1%NaOHにより処理し、1MのHClにより中和してpH=5にし、そしてEt3NHClの40%水溶液(7.5g)により処理した。沈殿が形成され、それをろ過により分離し、真空下で乾燥して、6.2gの(Et3NH)21212(NaBH4を基準とした収率73%)が得られた。
【0068】
本発明の特定の態様を、所定の実施形態に関して説明し記載してはいるが、特許請求の範囲をここに示した内容に限定することを意図するものではない。より正確に言えば、これらの内容には当業者により種々の変更が可能であると予期され、それらの変更はやはり、特許請求の範囲の請求項に記載された事項の精神及び範囲内にあり得るのであって、これらの請求項はそれに応じて解釈されるものとする。
【0069】
本願は、2005年6月16日に出願された「ドデカヒドロドデカボレートの製造方法」という発明の名称の米国仮出願第60/691221号の利益を主張するものである。この仮出願の開示は参照によりここに組み入れられる。
【0070】
本発明の内容は、その開示内容が参照によりここに組み入れられる「ボランの製造方法」という発明の名称の、本願と同じ日に出願された米国特許出願第 号にも関連する。
【図面の簡単な説明】
【0071】
【図1】本発明の1つの態様による方法のブロックダイアグラムである。
【図2】本発明の第2の態様による方法のブロックダイアグラムである。
【図3】本発明の第3の態様による方法のブロックダイアグラムである。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
少なくとも1種の金属テトラヒドロボレートを、少なくとも1種のブレンステッド酸又はルイス酸及び少なくとも1種のルイス塩基と反応させることを含む、ドデカヒドロドデカボレート(−2)の塩の製造方法。
【請求項2】
前記金属テトラヒドロボレートが、リチウムテトラヒドロボレート、ナトリウムテトラヒドロボレート及びカリウムテトラヒドロボレートと、カルシウムテトラヒドロボレート、マグネシウムテトラヒドロボレートから選択されるアルカリ土類テトラヒドロボレートと、これらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項3】
前記ブレンステッド酸が、塩酸、硫酸、酢酸、ギ酸、ホウ酸、塩酸トリアルキルアンモニウム、硫酸水素トリアルキルアンモニウム及びこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項4】
前記ルイス酸が、三塩化アルミニウム、ハロゲン化ホウ素、二酸化炭素、ホウ素エステル、酸化ホウ素、及び酸化ホウ素とホウ素エステルの混合物、並びにこれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも1種を含む、請求項1に記載の方法。
【請求項5】
前記ルイス酸が、三フッ化ホウ素を含むハロゲン化ホウ素を含む、請求項4に記載の方法。
【請求項6】
前記ルイス酸がトリメチルボロキシンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項7】
前記ルイス塩基が、一般式RO(CH2CH2O)R’の少なくとも1種のエーテルタイプの化合物、一般式R’R”R”’Nのアミン、一般式R’SR”のアルキルスルフィド及び一般式RR’R”Pのホスフィンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項8】
前記ルイス塩基がトリエチルアミンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項9】
前記ルイス塩基がテトラヒドロチオフェンを含む、請求項1に記載の方法。
【請求項10】
ホウ水素化ナトリウムをジグリム中で少なくとも1種のボロキシンと反応させて、ナトリウムドデカヒドロドデカボレート(−2)を生成させる、請求項1に記載の方法。
【請求項11】
前記ボロキシンがホウ酸ナトリウム副生物から再生利用される、請求項10に記載の方法。
【請求項12】
ホウ水素化ナトリウムを、ジグリムと一緒にした三フッ化ホウ素と反応させて、ナトリウムドデカヒドロドデカボレート(−2)を生成させる、請求項1に記載の方法。
【請求項13】
三フッ化ホウ素がナトリウムテトラフルオロボレートから再生利用される、請求項2に記載の方法。
【請求項14】
ホウ水素化ナトリウムを塩化トリエチルアンモニウムと反応させて、ナトリウムドデカヒドロドデカボレート(−2)を生成させる、請求項1に記載の方法。
【請求項15】
ホウ水素化ナトリウムをトリエチルアンモニウムスルフェートと反応させて、ナトリウムドデカヒドロドデカボレート(−2)を生成させる、請求項1に記載の方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【公開番号】特開2006−347874(P2006−347874A)
【公開日】平成18年12月28日(2006.12.28)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2006−167514(P2006−167514)
【出願日】平成18年6月16日(2006.6.16)
【出願人】(591035368)エア プロダクツ アンド ケミカルズ インコーポレイテッド (452)
【氏名又は名称原語表記】AIR PRODUCTS AND CHEMICALS INCORPORATED
【住所又は居所原語表記】7201 Hamilton Boulevard, Allentown, Pennsylvania 18195−1501, USA