디보란 B2H6의 화학적 성질, 용도, 독성 및 안전 예방 조치, 산업 생산 및 합성, 유기합성에서의 환원제로서의 응용
B2H6 (이보란)은 4개의 할라이드 결합으로 서로 연결된 두 개의 붕소 원자로 구성된 희귀하고 반응성이 높은 기체입니다. 이 무색 가스는 나방약과 유사한 냄새가 있으며, 분자 구조는 사다리나 삼각형 모양을 띠고 있습니다. 이는 반도체, 항공우주, 석유화학 및 제약 산업 등 여러 부문에서 사용됩니다. 이보란은 다재다능한 화학 물질이지만, 인류 건강과 환경에 큰 위험을 초래한다는 단점이 있습니다. 여기에서는 수은산화물과 같은 화학적 특성, 용도, 독성 및 안전 조치를 더 논의할 것이며, 산업 생산 및 합성, 반응 메커니즘, 무기화학에서의 사용 및 유기 합성에서 환원제로서의 역할에 대해 설명합니다.
이는 명확한 분자 차원을 가진 공가합물로, B-B 결합 길이 1.83 Å, B-H 결합 길이 1.19 Fig와 같은 특성을 가지고 있습니다. 공기나 물에 노출되었을 때 자발적으로 분해되며(그러나 끓는점인 -92°C에서도), 수소 기체 방출과 함께 산화붕사와 붕산이 생성됩니다. 원자량 = 27.67 g/mol. 분해 시 확실히 열을 내며 폭발적이 되고, 특히 산소, 할로겐, 질소 산화물, 삼불화염소 및 이산화탄소와 같은 촉매가 있을 경우 더욱 그렇습니다. 이산화수소는 극성 용매(에탄올, 에테르)에는 녹지만 탄화수소에는 녹지 않습니다.
디보란(6)은 반도체 공정에서 사용되었지만 이 응용은 점차 줄어들고 있다. 디보란은 고전력 전자 장치, 예를 들어 파워 앰프리파이어, LED 및 마이크로웨이브 트랜지스터에 사용되는 몇 가지 중요한 재료를 생산하는 데 사용된다. 이러한 필수적인 재료는 화학기상증착(CVD) 또는 분자광선결정성장(MBE)(EIF(2))와 같은 공정을 통해 생성된다. 또한 디보란은 청색 및 백색 발광 다이오드(LED)와 레이저 다이오드에 중요한 자료인 질화갈륨(GaN)에 보론을 도핑하기 위한 생산 과정에도 사용되며, 나노 제작 시 미세전자 회로나 나노구조물을 구성하는 데 사용되는 플라즈마 에칭 과정을 촉진하는 데에도 활용된다.
디보란 B2H6은 독극물이며 안전상의 고려사항
인류와 환경에 대한 잠재적 위험: 디보란은 매우 독성입니다. 디보란 증기에 노출되면 폐 부종 및 폐렴과 같은 심각한 호흡기 문제를 일으킬 수 있으며, 이는 사망으로 이어질 수 있습니다. 또한, 디보란은 연소 가능성이 낮지만 액체 상태나 기체 상태에서 모두 폭발할 수 있으며, 다음 값들로 입증됩니다: 액체 디보란을 직접 접촉하면 극도로 심각한 피부화상이 발생할 수 있으며, 동상과 신체 조직 손상을 유발할 수 있는 상처가 생길 수 있습니다. 디보란은 수생 생물에게 급성 독성을 가지고 있으므로 이 화합물을 다룰 때 모든 안전 조치를 엄격히 준수해야 합니다. 이는 통풍이 충분히 이루어지도록 용기를 보관하고, 화학 물질을 다루거나 응급 대응 프로토콜에 따라 행동할 때 개인 보호 장비(PPE)인 화학 저항 장갑과 안전 안경을 사용하는 것을 포함합니다.
디보란의 상업적 생산은 보론 삼염화물(BCl3)과 나트륨 보로하이드라이드가 고온에서 결합 환원제 중에서 반응하는 사바티에 공정을 통해 이루어집니다. 이는 디보란 가스와 나트륨 염화물(NaCl) 부산물을 생성합니다. 사바티에 공정이 방출 반응이기 때문에, 이러한 반응들은 폭발적인 진행을 막기 위해隋성 분위기에서 수행되어야 합니다. 상업적으로 이용 가능한 디보란은 의도된 용도와 필요한 정제 수준에 따라 순도가 95%에서 더 높은 수준(예: >99.999%)까지 다양합니다.
B2H6 (디보란)은 유기 반응에서 환원제로 사용됩니다
디보란은 알데히드, 케톤, 에스터, 카복실산 및 나이트릴을 포함한 다양한 유기官능단에 대해 매우 유용한 환원제입니다. - 알코올 또는 아민: 관능단의 환원을 통해 디보란은 특정 반응 조건과 기질을 사용하여 알코올(또는 아민)을 형성할 수 있습니다. 마찬가지로, 디보란이 카보닐기를 환원하면 다양한 유기 붕소 화합물을 생성하기 위해 기능화될 수 있는 보란 중간체가 형성됩니다. 디보란은 또한 니트로기를 아민으로 환원하는 데 널리 사용되며, 자연에서 발견되는 복잡한 유기 분자의 합성에도 사용됩니다. 이는 천연물, 제약품 또는 농약 내에서 다양하게 작동합니다. 디보란은 극도로 반응성이 높고 독성이 강하지만, 노출을 피하기 위한 특별한 주의를 기울일 경우 유기 합성에 사용될 수 있습니다.
따라서, 디보란(B2H6)은 다양한 분야에서 널리 사용되지만 위험한 화합물로, 많은 응용이 있는 다재다능한 물질입니다. 그러나 그의 화학적 특성과 용도에 따른 위험 때문에 안전 규약을 준수하여 취급해야 하며, 안전한 보관 조건과 개인 보호 장비(PPE) 사용이 필요합니다. 또한 응급 대응 계획은 공중 보건 결과를 개선할 수 있습니다. 디보란은 산업적으로 나트륨 보로하이드라이드의 수해를 통해 제조되지만, 이 방법은 압력과 열 발생을 충분히 통제하지 못해 폭발로 이어질 수 있습니다. 또한 유기 합성 실험실 벤치에서 사용되는 반응제로서, 이 화학 물질을 올바르게 처리하기 위해서는 잘못된 반응을 일으키지 않도록 주의와 지식이 필요합니다.
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