<p><b>乙硼烷</b>是化學式為B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>的無機化合物，是目前能分離出的最簡單的硼烷。乙硼烷在室溫下為無色氣體，可以與空氣形成爆炸性混合物，並且在潮濕空氣中自燃。有劇毒。
</p><p>乙硼烷具有較高的化學活性，容易與各種無機分子和有機分子起反應。這不僅是因為乙硼烷生成熱為正值（即所謂吸熱化合物），還由於硼對氟、氧、氮、磷等電負性強的元素有很大的親合力。
</p>


<h2><span id=".E7.89.A9.E7.90.86.E6.80.A7.E8.B4.A8"></span><span id="物理性质">物理性質</span></h2>
<p>乙硼烷為無色氣體，其蒸汽壓為(3.00×10<sup>4</sup>±133)Pa(-111.6℃)，相對密度為0.477(-122℃)及0.577(-183℃)。
</p>
<h2><span id=".E7.BB.93.E6.9E.84"></span><span id="结构">結構</span></h2>
<p>乙硼烷分子具有D<sub>2h</sub>點群。兩個硼原子各用兩個 sp<sup>2</sup> 混成軌域與兩個氫原子的 1s 軌道重疊形成 B-H σ鍵的同時，每個硼原子又用第三個 sp<sup>2</sup> 混成軌域和餘下的一個 p 軌道組合成兩個軌道 Φ，分別位於平面上下。兩個軌道分別與兩個氫原子的 1s 軌道成兩個垂直於平面的三中心兩電子 BHB 鍵，正好用上餘下的4個價電子。因此乙硼烷分子不能自由旋轉。
</p>
<h2><span id=".E5.90.88.E6.88.90"></span><span id="合成">合成</span></h2>
<p>乙硼烷可通過以下方法合成：
</p>
<ul><li>用質子進行陽離子取代：</li></ul><dl><dd>MnB + 3H<sup>+</sup> → 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + Mn<sup>3+</sup></dd></dl><ul><li>用單質氫進行氫化：</li></ul><dl><dd>BCl<sub>3</sub> + 3H<sub>2</sub> → 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 3HCl</dd>
<dd>R<sub>3</sub>B + 3H<sub>2</sub> → 1/2B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 3RH</dd></dl><ul><li>用金屬氫化物和複合氫化物進行H<sup>−</sup>取代：</li></ul><dl><dd>6 BF<sub>3</sub> + 8 NaH → B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 6 NaBF<sub>4</sub></dd>
<dd>4BCl<sub>3</sub> + 3LiAlH<sub>4</sub> → 2B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 3LiAlCl<sub>4</sub></dd>
<dd>3LiBH<sub>4</sub> + (C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>O.BF<sub>3</sub> −<sup><u>(C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>O</u></sup>→ 2B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 3LiF + (C<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub>O（純度90-95%）</dd>
<dd>3NaBH<sub>4</sub> + 4BF<sub>3</sub> −<u><sup>二甘醚</sup></u>→ 2B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 3NaBF<sub>4</sub></dd>
<dd>LiAlH<sub>4</sub> + BF<sub>3</sub> → B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + LiF + AlF<sub>3</sub><dl><dd>這個反應在室溫即能進行。其機理分為兩步，具體如下：</dd>
<dd>(1)LiAlH<sub>4</sub> + BF<sub>3</sub> → LiBH<sub>4</sub> + AlF<sub>3</sub></dd></dl></dd></dl><dl><dd><dl><dd>(2)LiBH<sub>4</sub> + BF<sub>3</sub> → B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + LiF</dd></dl></dd></dl><ul><li>通過質子遷移或電解，從BH<sub>4</sub><sup>−</sup>離子中脫去H<sup>−</sup>：</li></ul><dl><dd>KBH<sub>4</sub> + H<sup>+</sup> −<sup><u>無水酸</u></sup>→ 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + K<sup>+</sup> + H<sub>2</sub></dd>
<dd>LiBH<sub>4</sub> −<u><sup>電解</sup></u>→ Li + 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 1/2 H<sub>2</sub></dd>
<dd>NaBH<sub>4</sub> + H<sub>2</sub>PO<sub>3</sub>F −<u><sup>真空</sup></u>→ 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + NaHPO<sub>3</sub>F + H<sub>2</sub>（產率79%）</dd>
<dd>KBH<sub>4</sub> + H<sub>3</sub>PO<sub>4</sub>→ 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + H<sub>2</sub> + KH<sub>2</sub>PO<sub>4</sub></dd></dl><ul><li>高級硼烷熱解：</li></ul><dl><dd>B<sub>4</sub>H<sub>10</sub>  −<u><sup>△</sup></u>→ B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 高級硼烷和聚合物</dd>
<dd>B<sub>4</sub>H<sub>10</sub> + B<sub>5</sub>H<sub>11</sub> −<sup><u>△</u></sup>→ 2B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + B<sub>5</sub>H<sub>9</sub></dd></dl><ul><li>通過配位使高級硼烷降解：</li></ul><dl><dd>B<sub>4</sub>H<sub>10</sub> + 2(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O → (CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O.BH<sub>3</sub> + (CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O.B<sub>3</sub>H<sub>7</sub></dd>
<dd>(CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O.BH<sub>3</sub> → 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + (CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>O</dd></dl><ul><li>用硼氫化鈉還原氯化亞汞：</li></ul><dl><dd>2NaBH<sub>4</sub> + Hg<sub>2</sub>Cl<sub>2</sub> −<u><sup>二甘醚</sup></u>→ B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + H<sub>2</sub> + 2NaCl + 2Hg</dd></dl><h2><span id=".E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="反应">反應</span></h2>
<p>乙硼烷可進行的反應可大致分為以下幾種：
</p>
<h3><span id=".E5.8A.A0.E5.90.88.E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="加合反应">加合反應</span></h3>
<p>乙硼烷是缺電子化合物，可以與許多配體形成單橋加合物，如C<sub>5</sub>H<sub>5</sub>N·B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>等。這類加合物的通式為：
</p>
<dl><dd>L → BH<sub>2</sub> … H … BH<sub>2</sub></dd></dl><h3><span id=".E5.8F.96.E4.BB.A3.E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="取代反应">取代反應</span></h3>
<p>乙硼烷分子中的端梢氫原子，可被一些有機基團取代形成各種各樣的有機衍生物：
</p>
<dl><dd>(6-n) B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 2n BR<sub>3</sub> ⇔ 6 B<sub>2</sub>H<sub>6-n</sub>R<sub>n</sub> (n=1,2,3,4)</dd></dl><p>形成五、六取代物的同時往往伴隨橋鍵的斷裂而發生歧化反應。
</p><p>鹵代乙硼烷（氟除外）可通過B<sub>2</sub>H<sub>6</sub>與BX<sub>3</sub>的平衡反應製取，溴代物也可通過乙硼烷直接溴代獲得。
乙硼烷在低溫就可以和醇、醚、酮及酯類發生反應 ：
</p>
<dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 4 CH<sub>3</sub>OH → 2 HB(OCH<sub>3</sub>)<sub>2</sub> + 4 H<sub>2</sub></dd></dl><dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 4 CH<sub>3</sub>COH → 2 HB(OCH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub></dd></dl><dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 4 CH<sub>3</sub>COCH<sub>3</sub> → 2 HB[(OCH<sub>2</sub>CH<sub>3</sub>)<sub>2</sub>]<sub>2</sub></dd></dl><dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 2 CH<sub>3</sub>COOC<sub>2</sub>H<sub>5</sub> → 2 HB(OC<sub>2</sub>H<sub>5</sub>)<sub>2</sub></dd></dl><h3><span id=".E5.8A.A0.E6.88.90.E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="加成反应">加成反應</span></h3>
<p>乙硼烷可與烯烴定量加成，產物是烷基硼：
</p>
<dl><dd>3RCH=CH<sub>2</sub> + 1/2 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> → (RCH<sub>2</sub>CH<sub>2</sub>)<sub>3</sub>B</dd></dl><p>烷基硼在有機合成中具有重要用途。參見硼氫化反應等。
</p>
<dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 6 C<sub>6</sub>H<sub>6</sub> → 2 (C<sub>6</sub>H<sub>5</sub>)<sub>3</sub>B + 6 H<sub>2</sub></dd></dl><p>乙硼烷可以和苯在100℃下反應。
</p>
<dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + BCl<sub>3</sub> ⇔ B<sub>2</sub>H<sub>5</sub>Cl</dd></dl><p>乙硼烷和溴、碘反應分別產生B<sub>2</sub>H<sub>5</sub>Br和B<sub>2</sub>H<sub>5</sub>I. B<sub>2</sub>H<sub>5</sub>Cl極不穩定。 </p><p>乙硼烷也可以和一氧化碳反應：
</p>
<dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 2 CO ⇔ 2 BH<sub>3</sub>CO（羰基甲硼烷）</dd></dl><h3><span id=".E8.BF.98.E5.8E.9F.E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="还原反应">還原反應</span></h3>
<p>乙硼烷是親電試劑，並且可將很多官能團還原，如將醛和酮還原為醇，腈還原成胺，肟還原成N-烷基羥胺，施夫鹼還原為仲胺等。
</p><p>乙硼烷極易水解，與水反應生成硼酸和氫：
</p>
<dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 6H<sub>2</sub>O → 2H<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> + 6H<sub>2</sub></dd></dl><p>而相對分子質量較大的戊硼烷和癸硼烷只有加熱才能水解。 </p><p>乙硼烷與氨在90 °C反應生成環硼氮烷：
</p>
<dl><dd>3 B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 6 NH<sub>3</sub> → 2 B<sub>3</sub>N<sub>3</sub>H<sub>6</sub> + 12 H<sub>2</sub></dd></dl><h3><span id=".E6.B0.A7.E5.8C.96.E5.8F.8D.E5.BA.94"></span><span id="氧化反应">氧化反應</span></h3>
<p>極純的硼烷在乾燥空氣或氧氣中並不自燃，但如果有微量雜質存在，就立刻發生自燃現象。</p>
<dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 3 O<sub>2</sub> → B<sub>2</sub>O<sub>3</sub> + 3 H<sub>2</sub>O</dd></dl><p>此反應放熱很大，故硼烷可在火箭和飛彈中用作高能噴射燃料。
</p><p>二硼烷可以和鹵素反應。和氯氣的反應很劇烈。</p>
<dl><dd>B<sub>2</sub>H<sub>6</sub> + 6 Cl<sub>2</sub> → 2 BCl<sub>3</sub> + 6 HCl</dd></dl><h2><span id=".E7.94.A8.E9.80.94"></span><span id="用途">用途</span></h2>
<p>乙硼烷被用於火箭推進劑，也被用於製取半導體用高純硼的原料。
還可與烯烴發生硼氫化反應制醇，這是制醇的重要方法。
</p>
<h2><span id=".E5.82.A8.E5.AD.98"></span><span id="储存">儲存</span></h2>
<p>乙硼烷可以儲存，但長期存放逐漸轉變為氫及高級硼烷。</p>
<h2><span id=".E5.8F.82.E8.A7.81"></span><span id="参见">參見</span></h2>
<ul><li>硼烷</li></ul><h2><span id=".E5.8F.82.E8.80.83.E8.B5.84.E6.96.99"></span><span id="参考资料">參考資料</span></h2>

<h2><span id=".E6.89.A9.E5.B1.95.E9.98.85.E8.AF.BB"></span><span id="扩展阅读">擴展閱讀</span></h2>
<ul><li>H. C. Brown "Organic Synthesis via Boranes" John Wiley, New York, 1975. ISBN 0-471-11280-1.</li></ul><h2><span id=".E5.A4.96.E9.83.A8.E9.93.BE.E6.8E.A5"></span><span id="外部链接">外部連結</span></h2>
<ul><li>國際安全卡0432（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）</li></ul>
**乙硼烷**是化學式為 B2H6 的無機化合物，是目前能分離出的最簡單的硼烷。乙硼烷在室溫下為無色氣體，可以與空氣形成爆炸性混合物，並且在潮濕空氣中自燃。有劇毒。

乙硼烷具有較高的化學活性，容易與各種無機分子和有機分子起反應。這不僅是因為乙硼烷生成熱為正值（即所謂吸熱化合物），還由於硼對氟、氧、氮、磷等電負性強的元素有很大的親合力。

## 物理性質

乙硼烷為無色氣體，其蒸汽壓為 (3.00×104±133) Pa (-111.6℃)，相對密度為 0.477 (-122℃) 及 0.577 (-183℃)。

## 結構

乙硼烷分子具有 D2h 點群。兩個硼原子各用兩個 sp2 混成軌域與兩個氫原子的 1s 軌道重疊形成 B-H σ 鍵的同時，每個硼原子又用第三個 sp2 混成軌域和餘下的一個 p 軌道組合成兩個軌道 Φ，分別位於平面上下。兩個軌道分別與兩個氫原子的 1s 軌道成兩個垂直於平面的三中心兩電子 BHB 鍵，正好用上餘下的 4 個價電子。因此乙硼烷分子不能自由旋轉。

## 合成

乙硼烷可通過以下方法合成：

* 用質子進行陽離子取代：

　
: MnB + 3H+ → 1/2 B2H6 + Mn3+

* 用單質氫進行氫化：

　
: BCl3 + 3H2 → 1/2 B2H6 + 3HCl

　
: R3B + 3H2 → 1/2B2H6 + 3RH

* 用金屬氫化物和複合氫化物進行 H−取代：

　
: 6 BF3 + 8 NaH → B2H6 + 6 NaBF4

　
: 4BCl3 + 3LiAlH4 → 2B2H6 + 3LiAlCl4

　
: 3LiBH4 + (C2H5)2O.BF3 −(C2H5)2O→ 2B2H6 + 3LiF + (C2H5)2O（純度 90-95%）

　
: 3NaBH4 + 4BF3 −二甘醚→ 2B2H6 + 3NaBF4

　
: LiAlH4 + BF3 → B2H6 + LiF + AlF3
　
: 這個反應在室溫即能進行。其機理分為兩步，具體如下：

　
: (1)LiAlH4 + BF3 → LiBH4 + AlF3

　
: : (2)LiBH4 + BF3 → B2H6 + LiF

* 通過質子遷移或電解，從 BH4−離子中脫去 H−：

　
: KBH4 + H+ −無水酸→ 1/2 B2H6 + K+ + H2

　
: LiBH4 −電解→ Li + 1/2 B2H6 + 1/2 H2

　
: NaBH4 + H2PO3F −真空→ 1/2 B2H6 + NaHPO3F + H2（產率 79%）

　
: KBH4 + H3PO4→ 1/2 B2H6 + H2 + KH2PO4

* 高級硼烷熱解：

　
: B4H10 −△→ B2H6 + 高級硼烷和聚合物

　
: B4H10 + B5H11 −△→ 2B2H6 + B5H9

* 通過配位使高級硼烷降解：

　
: B4H10 + 2(CH3)2O → (CH3)2O.BH3 + (CH3)2O.B3H7

　
: (CH3)2O.BH3 → 1/2 B2H6 + (CH3)2O

* 用硼氫化鈉還原氯化亞汞：

　
: 2NaBH4 + Hg2Cl2 −二甘醚→ B2H6 + H2 + 2NaCl + 2Hg

## 反應

乙硼烷可進行的反應可大致分為以下幾種：

### 加合反應

乙硼烷是缺電子化合物，可以與許多配體形成單橋加合物，如 C5H5N·B2H6 等。這類加合物的通式為：

　
: L → BH2 … H … BH2

### 取代反應

乙硼烷分子中的端梢氫原子，可被一些有機基團取代形成各種各樣的有機衍生物：

　
: (6-n) B2H6 + 2n BR3 ⇔ 6 B2H6-nRn (n=1,2,3,4)

形成五、六取代物的同時往往伴隨橋鍵的斷裂而發生歧化反應。

鹵代乙硼烷（氟除外）可通過 B2H6 與 BX3 的平衡反應製取，溴代物也可通過乙硼烷直接溴代獲得。
乙硼烷在低溫就可以和醇、醚、酮及酯類發生反應 ：

　
: B2H6 + 4 CH3OH → 2 HB(OCH3)2 + 4 H2

　
: B2H6 + 4 CH3COH → 2 HB(OCH2CH3)2

　
: B2H6 + 4 CH3COCH3 → 2 HB[(OCH2CH3)2]2

　
: B2H6 + 2 CH3COOC2H5 → 2 HB(OC2H5)2

### 加成反應

乙硼烷可與烯烴定量加成，產物是烷基硼：

　
: 3RCH=CH2 + 1/2 B2H6 → (RCH2CH2)3B

烷基硼在有機合成中具有重要用途。參見硼氫化反應等。

　
: B2H6 + 6 C6H6 → 2 (C6H5)3B + 6 H2

乙硼烷可以和苯在 100℃下反應。

　
: B2H6 + BCl3 ⇔ B2H5Cl

乙硼烷和溴、碘反應分別產生 B2H5Br 和 B2H5I. B2H5Cl 極不穩定。 

乙硼烷也可以和一氧化碳反應：

　
: B2H6 + 2 CO ⇔ 2 BH3CO（羰基甲硼烷）

### 還原反應

乙硼烷是親電試劑，並且可將很多官能團還原，如將醛和酮還原為醇，腈還原成胺，肟還原成 N - 烷基羥胺，施夫鹼還原為仲胺等。

乙硼烷極易水解，與水反應生成硼酸和氫：

　
: B2H6 + 6H2O → 2H3BO3 + 6H2

而相對分子質量較大的戊硼烷和癸硼烷只有加熱才能水解。 

乙硼烷與氨在 90 °C 反應生成環硼氮烷：

　
: 3 B2H6 + 6 NH3 → 2 B3N3H6 + 12 H2

### 氧化反應

極純的硼烷在乾燥空氣或氧氣中並不自燃，但如果有微量雜質存在，就立刻發生自燃現象。

　
: B2H6 + 3 O2 → B2O3 + 3 H2O

此反應放熱很大，故硼烷可在火箭和飛彈中用作高能噴射燃料。

二硼烷可以和鹵素反應。和氯氣的反應很劇烈。

　
: B2H6 + 6 Cl2 → 2 BCl3 + 6 HCl

## 用途

乙硼烷被用於火箭推進劑，也被用於製取半導體用高純硼的原料。
還可與烯烴發生硼氫化反應制醇，這是制醇的重要方法。

## 儲存

乙硼烷可以儲存，但長期存放逐漸轉變為氫及高級硼烷。

## 參見

* 硼烷

## 參考資料

## 擴展閱讀

* H. C. Brown "Organic Synthesis via Boranes" John Wiley, New York, 1975. ISBN 0-471-11280-1.

## 外部連結

* 國際安全卡 0432（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
19287-45-7