十八硼烷

含有十八个原子的硼氢化合物

十八硼烷一般指十八硼烷（22），是一种无机化合物，化学式为B18H22。它与许多高级硼氢化物一样，是一种无色易燃固体。尽管该化合物没有实际应用，但其结构具有理论和教学意义。它具有两种同分异构体，而且，它的几何异构体具有可拆分的手性。这说明，无机物也可以拥有与有机物类似的种类繁多的异构体。下文信息栏中的熔点为正-十八硼烷的数据，异-十八硼烷则有所不同。

简介

该硼烷虽然符合巢式硼烷BnHn+4的通式，但实际上是由两个壬硼烷单元形成的稠合式（conjuncto-）硼烷。因此，根据不同的稠合方式，我们可以得到两种异构体。

理化性质

结构

已知十八硼烷有两种异构体，这是硼簇中异构体的第一个例子。这些簇也很有趣，因为两个亚基团之间共享的硼中心具有异常高的B-B相互作用。异构体由两个B9H11多面体亚基团组成，每个亚基团都具有类癸硼烷形式，在B-B边缘连接。这两个硼原子各自与另外六个硼配位。这种化合物是第一个被发现的，在单个硼中心周围配位如此多的硼的化合物。它的两种不同的几何异构体，两个边缘融合的多面体彼此的取向不同。这两种十八硼烷的结构如图所示，它们的亚基团相同，但正-B18H22具有中心对称结构（图中(a)、(b)），而异-B18H22则具有镜面对称结构（图中(c)）。

十八硼烷是第一个发现具有多种异构形式的硼烷，是第一个几何异构体能够被拆分成单独对映异构体的硼烷，也是当时已知的第二个手性硼烷。

化学性质

这两种十八硼烷（22）的化学性质如下：在水溶液中表现为一元酸和二元酸，分别形成正-B18H21-、异-B18H21-和正-B18H202-、异-B18H202-离子；在无水条件下，它们与丁基锂反应也会分别生成正异二价负离子：

B18H22 + 2C4H9Li → B18H202- + 2C4H10 + 2Li+

正异B18H202-离子类似于B10H122-负离子，可与过渡金属的膦化物和羰基化物反应，生成(B18H20)MLn型配合物。正-B18H22与吡啶反应会生成一种橙色的取代物B18H20(C5H5N)2；异-B18H22与环已基胩作用可生成碳硼烷B18H20CNH2C6H11。B18H22与乙腈之间未见有反应，但三甲胺可从B18H22中提取一个桥氢而形成[Me3NH+][B18H21-]。将正-B18H22直接碘化可产生正-B18H21I。用钠汞齐还原这两种十八硼烷（22），先生成绿色的自由基离子·B18H22-，而后分别生成正异B18H222-离子。

制备方法

十八硼烷可以由B20H182-的氧化降解或B9H12-的氧化偶联形成。将[(C2H5)NH][B20H18]乙醇溶液通过一种酸性离子交换树脂，可以得到产率为60%的正-B18H22。热解(C2H5)2O·B9H13和(CH3)2S·B9H13可分别制得正异B18H22：

2L·B9H13 → B18H22 + 2L + 2H2

用壬硼烷【15】及其衍生物可以得到这种L·B9H13前驱体。

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