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 室温での水素化ホウ素リチウムの単位格子
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| 名前 | |
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| IUPAC名
テトラヒドリドホウ酸リチウム(1–)
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| その他の名前
リチウムヒドロホウ酸塩、
リチウムテトラヒドロホウ 酸塩 ホウ酸塩(1-)、テトラヒドロ、リチウム、リチウムボラン酸塩 | |
| 識別子 | |
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3Dモデル（JSmol）
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.037.277 |
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |
| リチウムBH4 | |
| モル質量 | 21.784グラム/モル |
| 外観 | 白無地 |
| 密度 | 0.666 g/cm3 [ 1] |
| 融点 | 268 °C (514 °F; 541 K) |
| 沸点 | 380 °C (716 °F; 653 K) で分解 |
| 反応する | |
| エーテルへの溶解度 | 2.5g/100mL |
| 構造[2] | |
| 斜方晶系 | |
| プンマ | |
a = 7.17858(4)、b = 4.43686(2)、c = 6.80321(4)
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格子体積（V）
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216.685(3) A 3 |
数式単位( Z )
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4 |
| [4]B | |
| 熱化学 | |
熱容量 ( C )
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82.6 J/(モル⋅K) |
標準モル
エントロピー ( S ⦵ 298 ) |
75.7 J/(モル⋅K) |
標準生成エンタルピー (Δ f H ⦵ 298 ) |
−198.83 kJ/モル |
| 危険 | |
| > 180 °C (356 °F; 453 K) | |
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
 確認する （何ですか ？）
 インフォボックス参照
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水素化ホウ素リチウム（LiBH 4）は水素化ホウ素化合物であり、有機合成においてはエステルの還元剤として知られている。同種の水素化ホウ素ナトリウムほど一般的ではないが、リチウム塩はより強力な還元剤であり、エーテルへの溶解性が高く、取り扱いがリチウムアルミニウム水素化物よりも安全であるなどの利点がある。[3]
準備
水素化ホウ素リチウムは、より一般的に入手可能な水素化ホウ素ナトリウムと臭化リチウムをボールミルで粉砕することによって起こるメタセシス反応によって製造することができる。[4]
- NaBH 4 + LiBr → NaBr + LiBH 4
あるいは、ジエチルエーテル中で三フッ化ホウ素を水素化リチウムと反応させることによって合成することもできる：[5]
- BF3 + 4LiH→LiBH4 + 3LiF
反応
水素化ホウ素リチウムは、水素化物（H – ）の供給源として有用です。さまざまなカルボニル基質やその他の分極炭素構造と反応して、水素-炭素結合を形成できます。また、ブレンステッド・ローリー酸性物質（H +の供給源）と反応して水素ガスを形成することもできます。
還元反応
水素化物還元剤として、水素化ホウ素リチウムは水素化ホウ素ナトリウム[6] [7]よりも強力ですが、水素化アルミニウムリチウムよりも弱いです。[7]ナトリウム類似体とは異なり、エステルをアルコールに、ニトリルに、第一級 アミドをアミンに還元でき、エポキシドを開くことができます。これらの場合の多くで反応性が向上するのは、リチウムカチオンとの錯形成によるカルボニル基質の分極によるものです。[3]アルミニウム類似体とは異なり、ニトロ基、カルバミン酸、アルキルハライド、または第二級および第三級アミドとは反応しません。
水素生成
水素化ホウ素リチウムは水と反応して水素を生成する。この反応は水素生成に利用できる。[8]
この反応は通常自発的かつ激しいが、脱気し、蒸留水を使用し、酸素への曝露を注意深く避ければ、低温で水素化ホウ素リチウムのある程度安定した水溶液を調製することができる。 [9]
エネルギー貯蔵
水素化ホウ素リチウムは、エネルギー密度が最も高い化学エネルギーキャリアの1つとして知られています。現在では実用的な重要性はありませんが、固体は大気中の酸素で処理すると65 MJ / kgの熱を放出します。密度は0.67 g/cm 3なので、液体の水素化ホウ素リチウムの酸化により43 MJ/Lになります。比較すると、ガソリンは44 MJ/kg（または35 MJ/L）、液体水素は120 MJ/kg（または8.0 MJ/L）になります。[注 1]水素化ホウ素リチウムは比エネルギー密度が高いため、自動車やロケットの燃料として提案する魅力的な候補となっていますが、研究と支持にもかかわらず、広く使用されていません。すべての化学水素化物ベースのエネルギーキャリアと同様に、水素化ホウ素リチウムはリサイクル（つまり再充電）が非常に複雑であるため、エネルギー変換効率が低いという欠点があります。リチウムイオン電池などの電池は最大0.72MJ/kgと2.0MJ/Lのエネルギー密度を持ちますが、そのDC -DC変換効率は90%にも達します。[10]金属水素化物のリサイクル機構の複雑さを考慮すると、[11]このような高いエネルギー変換効率は現在の技術では実用的ではありません。
参照
注記
- ^水素のエネルギー密度と比エネルギーの比率が大きいのは、質量密度が非常に低い（0.071 g/cm 3 ）ためです。
参考文献
- ^ Sigma-Aldrich 製品詳細ページ。
- ^ J-Ph. Soulie, G. Renaudin, R. Cerny, K. Yvon (2002-11-18). 「リチウムボロハイドライドLiBH 4 : I. 結晶構造」. Journal of Alloys and Compounds . 346 ( 1– 2): 200– 205. doi :10.1016/S0925-8388(02)00521-2.
{{cite journal}}: CS1 maint: 複数の名前: 著者リスト (リンク) - ^ ab Luca Banfi、Enrica Narisano、Renata Riva、Ellen W. Baxter、「リチウムボロハイドライド」 e -EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis、2001年、John Wiley & Sons。doi :10.1002/047084289X.rl061.pub2。
- ^ Peter Rittmeyer、Ulrich Wietelmann、ウルマン工業化学百科事典の「水素化物」、2002 年、Wiley-VCH、ワインハイム。土井：10.1002/14356007.a13_199。
- ^ Brauer, Georg (1963). 無機化学ハンドブック第1巻（第2版）ニューヨーク：Academic Press、p. 775。ISBN 978-0-12-126601-1。
- ^ バレット、アンソニー G. M. (1991)。「カルボン酸誘導体のアルコール、エーテル、アミンへの還元」。トロスト、バリー、フレミング、イアン、シュライバー、スチュアート (編)。還元: 現代有機化学における選択性、戦略、効率(第 1 版)。ニューヨーク: ペルガモン プレス。p. 244。doi :10.1016/ B978-0-08-052349-1.00226-2。ISBN 978-0-08-040599-5。
- ^ ab 大川 篤弘; 相合 健三 (1986). 「メタノールを含む混合溶媒はリチウムボロハイドライド内でのユニークな化学選択的還元に有用な反応媒体である」.有機化学ジャーナル. 51 (21): 4000– 4005. doi :10.1021/jo00371a017.
- ^ 小島良嗣;河合泰明；金原正彦；中西晴之；松本伸一（2004年8月） 「水素化ホウ素リチウムの加水分解反応による水素発生」。水素エネルギーの国際ジャーナル。29 (12): 1213–1217。土井:10.1016/j.ijhydene.2003.12.009。
- ^ Banus, M. Douglas; Bragdon, Robert W.; Gibb, Thomas RP Jr (1952). 「ナトリウムおよびリチウムボロハイドライドからの第四級アンモニウムボロハイドライドの製造」J. Am. Chem. Soc . 74 (9): 2346– 2348. doi :10.1021/ja01129a048.
- ^ Valøen, Lars Ole および Shoesmith, Mark I. (2007)。PHEV および HEV デューティ サイクルがバッテリーおよびバッテリー パックの性能に与える影響 (PDF)。2007 プラグイン ハイウェイ電気自動車会議: 議事録。2010 年 6 月 11 日閲覧。
- ^ 米国特許第4,002,726号（1977年）メチルホウ酸中間体を経由してホウ酸リチウムから水素化ホウ素リチウムをリサイクルする。