ジボラン B2H6 の化学的性質、用途、毒性、安全上の注意、工業生産、有機合成における還元剤としての合成用途
B2H6 (ジボラン) は、4 つのハロゲン結合によって結合した XNUMX つのホウ素原子からなる、反応性の高い希ガスです。この無色のガスは防虫剤に似た臭いがあり、分子構造ははしご型または三角形です。半導体、航空宇宙、石油化学、製薬業界など、さまざまな分野で使用されています。ジボランは多用途の化学物質ですが、人間の健康や環境に重大なリスクをもたらすという欠点があります。ここでは、酸化第二水銀の化学的性質、用途、毒性、安全上の注意事項、工業生産、合成、無機酸化第二水銀の反応メカニズム、有機合成における還元剤としての使用などについて詳しく説明します。
これは、明確に定義された分子次元を持つ共有結合化合物であり、BB 結合長 1.83 Å、BH 結合長 1.19 図などの特性を持っています。空気または水にさらされると、自発的に分解します (沸点 - 92°C でも)。ホウ酸とホウ酸塩とともに水素ガスを放出します。原子量 = 27.67 g/mol 明らかに、分解時に発熱および爆発性になり、特に酸素、ハロゲン、窒素酸化物、三フッ化塩素、二酸化チタンなどの触媒が存在する場合はその傾向が強くなります。ジボランは極性溶媒 (エタノール、エーテル) には溶けますが、炭化水素には溶けません。
ジボラン(6)は半導体プロセスに使用されていますが、この用途は減少しています。ジボランは、パワーアンプ、LED、マイクロ波トランジスタなどの高出力電子デバイス用の他のいくつかの関連材料の製造に使用されています。化学気相成長法(CVD)や分子線エピタキシー法(EIF(2))などのプロセスを通じて、これらの重要な材料の製造に関与しています。また、青色および白色発光ダイオード(LED)やレーザーダイオードの主要材料であるホウ素ドープ窒化ガリウム(GaN)の製造にも使用されているほか、マイクロ電子回路やナノ構造の構築に使用されるナノファブリケーション中のプラズマエッチングプロセスを促進するためにも使用されています。
ジボラン B2H6 は毒物か?安全性の考慮
人体と環境に対する潜在的危険性 ジボランは毒性が強い物質です。ジボランの蒸気にさらされると、肺水腫や肺炎など、死に至る可能性のある深刻な呼吸器疾患を引き起こす可能性があります。また、ジボランは可燃性が低く、加圧された液体と気体の両方の状態では爆発性があり、次の値で証明されています。 液体のジボランに触れると、非常に重度の皮膚接触熱傷、凍結、および体組織を損傷するほどの重傷を引き起こす可能性があります。水生生物に対して急性毒性があるため、この化合物の取り扱いに関するすべての安全対策を厳守する必要があります。これには、十分な換気が確保される方法で容器を保管すること、化学物質を取り扱う際に耐薬品性手袋や安全メガネなどの個人用保護具 (PPE) を使用すること、さらには規定の緊急対応プロトコルに従って対応することが含まれます。
ジボランの商業生産はサバティエ法によって行われ、共役還元剤中で高温で三塩化ホウ素 (BCl3) と水素化ホウ素ナトリウムを反応させます。これにより、ジボランガスと塩化ナトリウム (NaCl) の副産物が生成されます。サバティエ法は発熱反応であるため、激しい暴走を防ぐためにこれらの反応は不活性雰囲気で行わなければなりません。市販されているジボランの純度は、用途や必要な精製レベルに応じて、95 % からそれ以上のレベル (例: >99.999%) までさまざまです。
有機反応における還元剤としてのB2H6(ジボラン)
ジボランは、アルデヒド、ケトン、エステル、カルボン酸、ニトリルなどのさまざまな有機官能基に対する非常に有用な還元剤です。 - アルコールまたはアミン: 官能基の還元により、ジボランはアルコールを形成できます (特定の反応条件と基質を使用) 同様に、カルボニル基のジボラン還元によりボラン中間体が形成され、これを官能化してさまざまな有機ホウ素化合物を生成できます。 ジボランは、ニトロ基のアミンへの還元や、天然に存在する複雑な有機分子の合成剤としても広く使用されており、天然物、医薬品、農薬内でさまざまな形で作用します。 反応性が高く毒性が強いですが、曝露を避けるために特別な予防措置を講じれば、有機合成に使用できます。
したがって、ジボラン (B2H6) は、多くの分野で広範囲に使用されている、多用途で危険な化合物です。ただし、その化学的特性と用途に関連するリスクのため、安全な保管要件のための安全プロトコルを使用して取り扱わなければならず、個人用保護具 (PPE) の使用も必要です。緊急対応計画は、公衆衛生の結果を改善することもできます。ジボランは、工業的には水素化ホウ素ナトリウムの加水分解によって製造されますが、この方法では圧力と熱の発生が十分に制御されないため、爆発につながる可能性があります。さらに、有機合成研究室のベンチ上の試薬としての地位は、制御不能な反応を引き起こさないようにこの化学物質を正しく取り扱うには注意と知識が必要であることを示しています。
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