正电性氢(δ+)与负电性氢(hδ-)作用规律研究.pdfVIP

摘要 随着科技进步、经济发展和人类生活水平的提高，化石能源过度消耗，全球范围内 都面临着愈加严重的能源危机和环境问题。因此，探索具有清洁、无污染、能效高等优 点并且可以替代化石能源的新型能源材料就显得格外重要。氢气具有储量丰富、燃烧产 物清洁、能量密度高等优点，可以为燃料电池等动力系统提供高效稳定的能量来源，成 为关注热点。然而氢气的安全高效存储、实现释氢过程完全可控等问题尚未完全解决， 氢气的实际应用受到一定限制，探索具有高体积、高质量储氢密度的储氢材料具有重要 的实际意义。B-N．H类化合物具有较高的含氢量、适当的稳定性、理想的释氢温度、一 定的可逆再生功能，成为具有巨大潜力的化学储氢材料。 自硼烷化学之父AlfredStock在硼化学领域做出了开创性的工作以来，硼烷化合物 就一直在化学领域发挥着重要作用。硼烷是一类很好的还原试剂，在有机合成方面具有 重要的实际应用价值，在有机反应中还原碳氮、碳碳、碳氧等不饱和键。部分硼烷具有 高的含氢量，或者通过与其他物质的作用放出较多的氢气，作为潜在的储氢材料也受到 越来越多的关注。 在充分调研了相关文献后，了解了近些年来传统和新型储氢材料的发展状况，回顾 了酸碱理论，总结了酸碱中和反应的实际意义。正氢(H6+)负氢(H孓)结合成为氢分 子的反应属于广义上的酸碱中和反应，而质子供体(FIX。X=F、0、N)上的正电性氢(H计) 和接受质子化合物上的负电性氢(H蟊)结合生成氢气是一种释放氢气的有效途径，两者 之间存在的特殊静电吸引作用叫做双氢键。双氢键对物质的物理性质、结构、形成机理 的都有十分重要的影响，尤其体现在胺硼烷化学中。双氢键强弱的影响因素和双氢键在 分子结构、化学反应性等方面的应用，特别是双氢键可以诱导氢气生成反应和该反应在 合成化学中的应用还没有引起学术界的充分重视。最后详细阐述了氨硼烷的结构、应用 以及化学反应，并介绍了其它几种常见硼烷路易斯酸碱加合物(N，N．二甲基苯胺硼烷、 二甲基硫醚硼烷、四氢呋喃硼烷)所参与的化学反应以及在药物合成中的具体应用。 本硕士论文基于课题组对硼化学、储氢材料、双氢键的前期研究工作，从存在于正 电性氢和负电性氢之间的相互作用出发，选用了近四十种提供正电性氢的质子酸(如醇 类、酚类、糖类等)，通过与提供负电性氢的路易斯酸碱加合物(不同路易斯碱性的硼 烷，包括氨硼烷、NN二甲基苯胺硼烷、二甲基硫醚硼烷、四氢呋喃硼烷)相互作用， 通过观察对比实验现象，分析总结温度、溶剂等因素对反应规律的影响，初步探究了正 电性氢和负电性氢的反应规律。实验结果表明，氨硼烷几乎不能与弱的质子酸作用，与 含较活泼质子氢的化合物才发生缓慢作用，而其它几种硼烷可以与弱的质子酸可以发生 不同程度的作用，正氢负氢结合放出氢气，且随着硼烷活性的增强，反应更彻底，说明 路易斯酸碱加合物中路易斯碱的碱性越强，与硼相连的负氢越稳定，与电正性氢反应的 活性越低。此外，我们初步探究了新的硼烷——-对苯二胺硼烷的合成，并发现了一种含 硼聚合物，对其结构做了初步表征。 关键词：双氢键，硼烷，路易斯酸碱加合物，路易斯酸，酸碱中和，储氢材料 lI ABSTRACT Withthe ofthescientificand improvement ofeconomicand of technology,development promotion human fuel consums arc livingstandards，fossil energy excessively,humanbeings facingincreasingly serious crisisandenvironmental energy alloverthe