化学性质

中文名 三溴化硼
外文名 Boron tribromide
别名 溴化硼;碳酸钠石
化学式 BBr3
分子量 250.54
CAS登录号 10294-33-4
EINECS登录号 233-657-9


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理化性质
无色发烟粘稠液体,有强烈的刺激性,有毒。熔点-46℃,沸点91.3℃。溶于四氯化碳。易被水、醇分解,见光或受热分解,受热会爆炸。能与磷、氮、氧、硫、卤素、氨、碱、卤化磷、磷化氢以及许多氨的取代物反应。有强腐蚀性。对皮肤、眼或粘膜有强刺激性。毒性近似溴化氢。美国规定作业环境空气中最高容许三溴化硼浓度为1ppm。实验室通过三溴化铝与三氟化硼反应,经蒸馏制得。可用作半导体硅的掺杂源,也用于高纯硼和有机硼化物的制备。
三溴化硼参与的其他相关化学反应:在300-400℃的氢碘酸中连续不断地通入三溴化硼,可得到BIBr2和BI2Br、BI3的混合物,再以蒸馏方法分离而得二溴碘化硼。
三溴化硼与金刚烷作用生成1-溴代金刚烷。
相对密度( ):3.353
饱和蒸气压(kPa):5.33(14℃)
辛醇/水分配系数:1.43
分子结构数据编辑
1、摩尔折射率:28.67
2、摩尔体积(cm3/mol):90.0
3、等张比容(90.2K):225.5
4、表面张力(dyne/cm):39.3
5、介电常数:无可用的
6、极化率(10-24cm3):11.36
7、单一同位素质量:247.764296 Da
8、标称质量:248 Da
9、平均质量:250.523 Da
性质与稳定性
1、易被水和醇等分解,受热会爆炸,对人体组织有强烈刺激作用,其蒸气剧毒,腐蚀性较强,具有强吸水性,见光、遇热易分解,接触空气冒白烟。为强路易式酸,能与碱反应形成络合物和加成物。
2、能与许多电子对给予体(如含磷、氮砷、氧、硫和卤素等物质)反应而生成配位化合物。与氨反应剧烈,反应条件对其影响较大:当溶液很稀并处于低温时,可生成加成化合物;而在较高温度下产物则为胺基硼、氮化硼等化合业。与BBr3和PH3、PCI3、PCI5、POCl3、PBr3、AsH3以及许多氨的取代物反应则生成1:1的加成化合物。三溴化硼可溶于四氯化碳。易被水、醇等分解。三溴化硼是路易式酸,能与碱反应形成络合物和加成产物。
3、在干燥空气中不变化。溶于无机酸并剧烈起泡。天然碱产于不同的盐湖沉积物中,主要产于碱湖及古代沉积矿床中,常与针碳钠钙石、水碱、泡碱、石盐、芒硝、钙芒硝、无水芒硝和石膏共生。遇空气中的湿气很容易水解。
4、稳定性: 稳定
5、禁配物:碱类、水、醇类
6、避免接触的条件:受热、潮湿空气、光照
7、聚合危害:不聚合

安全信息

安全信息
WGK Germany:3
F:10-21
HazardClass:8
PackingGroup:I
危险性描述
健康危害:
侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。
健康危害:对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用。吸入可能由于喉、支气管的痉挛、水肿、炎症,化学性肺炎、肺水肿而致死。中毒表现有烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。
危险特性:受热或遇水分解,放出有毒的腐蚀性气体,有时会发生爆炸。有腐蚀性。
有害燃烧产物:溴化氢、氧化硼。
灭火方法:干粉、砂土、二氧化碳。禁止用水。
燃爆危险:本品不燃,具强腐蚀性、强刺激性,可致人体灼伤。
应急处理处置方法
一、泄漏应急处理
疏散泄漏污染区人员至安全区,禁止无关人员进入污染区,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,在确保安全情况下堵漏。将地面洒上苏打灰,然后用大量水冲洗,经稀释的洗水放入废水系统。如果大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。
二、防护措施
呼吸系统防护:可能接触其蒸气或烟雾时,必须佩戴防毒面具或供气式头盔。紧急事态抢救或逃生时,建议佩带自给式呼吸器。
眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。
防护服:穿工作服(防腐材料制作)。
手防护:戴橡皮手套。
其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。
三、急救措施
皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水彻底冲洗。若有灼伤,就医治疗。
眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。
吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。
食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。
毒理资料
RTECS号:ED7400000
三溴化硼对人体组织有强烈的刺激作用,其蒸气剧毒,腐蚀性较强。操作时穿戴好防毒面具、手套和防护服。严禁吸人蒸气。中毒后迅即送往医院治疗。
储纯运输
储存注意事项:储存于阴凉、干燥、通风良好的库房。远离火种、热源。包装必须密封,切勿受潮。应与碱类、醇类等分开存放,切忌混储。不宜久存,以免变质。储区应备有泄漏应急处理设备和合适的收容材料。

合成方法

1、直接合成法:将干燥的元素硼粉装入管式反应炉的反应管中,为使反应能充分进行,反应管内应放入一定量的填料,填料材质与管壁同。将反应管加热至850℃,另外将溴素在溴釜中也同时加热至微沸,然后通人反应管。反应生成的溴化硼液体在脱溴器中与活性炭、锌粉和铝屑共同加热回流至生成的溴化硼为无色为止,再经粗馏、精馏,制得完全无色的溴化硼成品。其反应方程式如下:
2B+3Br2→2BBr3
2、用三氟化硼制备:可以使用图所示的装置。1L圆底烧瓶用一根直径约30mm、长25cm的玻璃管与500mL蒸馏烧瓶的底熔接在一起。三氟化硼的进料管通过软木塞插到蒸馏烧瓶之中,并延伸到大烧瓶的中央。500mL烧瓶是为避免大量三氯化铝与三氯化硼一起升华,起着冷凝器的作用。蒸馏烧瓶上有支管与U形管连接,U形管用干冰甲醇冷却,在U形管的出口装有干燥管。在反应烧瓶中装入67g无水三氯化铝(0.5mol)。将BF3发生装置通过硫酸洗气瓶与反应烧瓶连接起来。发生装置必须是足以发生132g(2mol)BF3的才行。BF3的流速大约为30min通过2mol的气体。在装置内通入BF3将空气逐出以后,用小火焰慢慢地加热装有三氯化铝的反应烧瓶。
当温度上升时,反应立即开始,继续加热,再用两个加热器强烈加热两个烧瓶,使产物从反应混合物中分离出来,直到三氯化硼全部蒸馏出来为止。分离出生成的三氯化硼后,加热时,则三氟化铝就成为白色粉末,从烧瓶器壁上剥落下来。三氯化硼则集聚在U形管中。反应结束以后,将U形管取下密封。可用蒸馏法进行提纯。可得47g产品(80%)。
3、用KBF4制备:可用制法1的装置,以KBF4代替BF3。用133g无水三氯化铝(1mol)及62g KBF4(0.5mol),用油浴加热4h,缓缓地使温度从150℃上升至175℃。生成的三氯化硼用液氮冷凝,再进行蒸馏。可得30g产品(对KBF4而言,收率为52%)。

用途

1、重要的工业原料,广泛用于玻璃、化工、轻工、纺织、漂染、冶金、石油加工、医药、食品等方面。烧碱主要用于人造纤维、造纸、染料、肥皂、塑料、医药、农药等方面。小苏打主要用于食品、塑料、橡胶、医药、印染、鞣革、农业浸种等领域。

2、用作半导体的掺杂材料,有机合成的催化剂、中间体和溴化剂。是制造高纯硼及其他有机硼化合物的原料。

3、是一种用途广泛的合成试剂,用作有机合成的催化剂和溴化剂,也是制造高纯硼及其它有机硼化合物的原料。溴化硼可以参与促进醚键、胺键、硫醇键的断裂反应,以及丙二烯、炔烃等化合物的加成反应等。它也可以用于医药化学领域,天然产物化学领域及新材料等领域。

溴化硼易于和C-O键反应生成烷氧基硼化物和溴代烃,水解后得到相应的醇类产物。尤其在芳甲醚的断裂反应中,溴化硼的活性明显高于其它试剂。

溴化硼在断裂醚键后生成的溴代烃也可以发生分子内环合反应形成环化物。如多取代芳醚化合物和溴化硼反应后生成苯并呋喃类衍生物;二茂钛化合物和溴化硼反应形成钛杂环化物,该反应实际是首先发生卤素交换反应,然后分子内消除反应关环而成。该反应可用于合成系列天然产物分子中的骨架结构。

溴化硼很容易和丙二烯、炔烃等化合物进行加成反应。它和丙二烯反应得到 (2-溴烯丙基)二溴硼烷,该化合物再和苯甲醚反应得到取代二苯氧基硼烷。溴化硼和炔烃通常进行顺式加成反应得到高度立体选择性的产物 。

4、用于有机硼化合物和高纯硼的制取,也用作半导体的掺杂材料,有机合成的催化剂、溴化剂等。 

5、在有机合成中用作芳环上的甲醚的脱羟基保护,生成酚羟基;

6、用于半导体工业包括集成电路、太阳能电池、半导体分离器件等作为P型掺杂源,通过热扩散对晶体硅进行P型掺杂;

7、用于玻璃、轻工、纺织、漂染、冶金、石油加工、医药、食品等方面。