Diboran

Thermolyse / Pyrolyse

Bis 50 $°C$ ist Diboran unter normalem Druck metastabil und zersetzt sich oberhalb dieser Temperatur zu Wasserstoff und höheren Boranen. Die Pyrolyse lässt sich unter speziellen Reaktionsbedingungen (Kontrolle der Temperatur, des Drucks und der Reaktionszeit) zur Darstellung höherer Borwasserstoffe optimieren.Erhitzt man Diboran unter stark verminderten Druck auf Temperaturen über 200 $°C$ , zersetzt es sich in geringem Maße zu Monoboran. Oberhalb 300 $°C$ tritt Zersetzung in die Elemente ein.

\begin{matrix} B_{2} H_{6} & ⇌ & 2 B H_{3} \\ B_{2} H_{6} & ⇌ & 2 B + 3 H_{2} \end{matrix}

Symmetrische und unsymmetrische Bindungsspaltung

Borwasserstoffverbindungen wirken als Lewis-Säuren und werden durch die Reaktion mit Lewis-Basen gespalten. Die $B - H - B$ -Brücke im Diboranmolekül kann dabei sowohl symmetrisch als auch unsymmetrisch gespalten werden.

Symmetrische Spaltung:

Unsymmetrische Spaltung:

\begin{matrix} B_{2} H_{6} + 2 N H_{3} & \to & [B H_{2} {(N H_{3})}_{2}] [B H_{4}] \end{matrix}

Reaktion mit Hydriden

Bei der Reaktion von Diboran mit Hydriden entstehen Boranate. Durch Umsetzung mit Natriumhydrid in Tetrahydrofuran wird Natriumborhydrid (Natriumtetrahydridoborat) gebildet.

\begin{matrix} B_{2} H_{6} + 2 Na H & \to & 2 Na B H_{4} \end{matrix}

NaBH₄ findet in der präparativen Chemie als Reduktionsmittel und Hydridionenüberträger vielfache Verwendung. Die technische Synthese erfolgt durch Umsetzung von Borsäuretrialkylester mit NaH oder von Borsilikaten mit Natrium und Wasserstoff.

Reaktion mit Wasser

Mit Wasser kommt es zur sofortigen Hydrolyse unter Bildung von Wasserstoff und Borsäure.

\begin{matrix} B_{2} H_{6} + 6 H_{2} O & \to & 2 B {(O H)}_{3} + 6 H_{2} \end{matrix}

Reaktion mit Sauerstoff

Diboran reagiert spontan mit Sauerstoff unter hoher Wärmeentwicklung.

$\begin{matrix} B_{2} H_{6} + 3 O_{2} \to B_{2} O_{3} + 3 H_{2} O & Δ H ° = -2066 kJ {mol}^{-1} \end{matrix}$

Aufgrund dieser Tatsache wurde über die Verwendung von Diboran als möglichen Raketentreibstoff geforscht.

Borazin-Bildung

Das cyclische Borazin (Borazol) entsteht beim Erhitzen von Diboran und Ammoniak im Molverhältnis 1 : 2 auf 250-300 $°C$ .

\begin{matrix} 3 B_{2} H_{6} + 6 N H_{3} & \to & 2 B_{3} N_{3} H_{6} + 12 H_{2} \end{matrix}

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Abb.1: Borazin

Hydroborierung von Olefinen

Die Addition von Diboran an Mehrfachbindungen erfolgt bei Raumtemperatur schnell und quantitativ, wobei Trialkylborane entstehen (Hydorborierung von Alkenen).