1,2-Diméthyldiborane
| 1,2-Diméthyldiborane | |
 cis-1,2-Diméthyldiborane  trans-1,2-Diméthyldiborane |
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| Identification | |
|---|---|
| No CAS | |
| Propriétés chimiques | |
| Formule | C2H10B2 |
| Masse molaire[1] | 55,723 ± 0,016 g/mol C 43,11 %, H 18,09 %, B 38,8 %, |
| Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire. | |
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Le 1,2-diméthyldiborane est un composé organoboré de formule chimique CH3HB(μ-H)2BHCH3. Il existe sous la forme de deux diastéréoisomères, le cis- et le trans-1,2-diméthyldiborane[2], eux-mêmes isomères du 1,1-diméthyldiborane H2B(μ-H)2B(CH3)2, ou « diméthylborane asymétrique ». Le 1,2-diméthyldiborane est un dimère de méthylborane BH2CH3, le plus simples des organoboranes[3]. À température ambiante, il est à l'équilibre avec le méthyldiborane H2BH2BHCH3, le 1,1-diméthyldiborane H2BH2B(CH3)2, le triméthyldiborane CH3HBH2B(CH3)2, le tétraméthyldiborane (CH3)2BH2B(CH3)2 et le triméthylborane B(CH3)3, de sorte qu'il est difficile de disposer de 1,2-diméthyldiborane pur[4]. Il se présente comme un gaz pyrophorique incolore facile à condenser. Le point de fusion du cis-1,2-diméthyldiborane est de −132,5 °C tandis que celui du trans-1,2-diméthyldiborane est de −102 °C[5] ; le 1,1-diméthyldiborane fond quant à lui à −150,2 °C[6].
Histoire et préparation[modifier | modifier le code]
Les méthylboranes ont été préparés pour la première fois dans les années 1930[7],[8]. On les obtient en faisant réagir du diborane H2BH2BH2 et du triéthylborane B(CH3)3, ce qui donne quatre composés différents : le méthyldiborane H2BH2BHCH3, le 1,1-diméthyldiborane H2BH2B(CH3)2, 1,2-diméthyldiborane CH3HBH2BHCH3 et le tétraméthyldiborane (CH3)2BH2B(CH3)2[9].
Une voie plus moderne pour obtenir du 1,2-diméthyldiborane consiste à traiter du méthylborohydrure de lithium LiBH3CH3 avec du chlorure d'hydrogène HCl[3] :
Il est possible d'utiliser de l'iodométhane CH3I ou du chlorure de triméthylsilyle (CH3)3SiCl à la place du chlorure d'hydrogène[9]. Le méthylborohydrure de lithium peut être obtenu en traitant des esters méthylboroniques avec de l'aluminohydrure de lithium LiAlH4[9].
On peut également obtenir des méthylboranes en chauffant du triméthylborane en présence d'hydrogène sous pression entre 80 et 200 °C. Le triméthylborane réagit avec les sels métalliques de borohydrure en présence de chlorure d'hydrogène HCl, de chlorure d'aluminium AlCl3 ou de trichlorure de bore BCl3. Il y a libération de méthane avec le borohydrure de sodium NaBH4, mais pas avec le borohydrure de lithium LiBH4[8]. Le diméthylchloroborane BCl(CH3)2 et le méthyldichloroborane BCl2CH3 sont également des produits gazeux de ces réactions.
La réaction de Cp2Zr(CH3)2 avec du borane BH3 dissous dans le tétrahydrofurane (THF) conduit à l'insertion d'un groupe borohydro dans la liaison Zr–C et à la production de dérivés méthylés du diborane[10].
Le diméthylcalcium Ca(CH3)2 réagit dans l'éther avec le diborane pour produire du diméthyldiborane et du borohydrure de calcium Ca(BH4)2[11] :
- Ca(CH3)2 + 2 B2H6 ⟶ Ca(BH4)2 + B2H4(CH3)2.
Le triméthylborane B(CH3)3 se dismute partiellement à température ambiante en quelques heures pour donner du tétraméthyldiborane (CH3)2BH2B(CH3)2 et du 1,2-diméthyldiborane CH3HBH2BHCH3. Il se forme également du 1,1-diméthyldiborane H2BH2B(CH3)2 au bout de quelques semaines[12].
Une voie spécifique de synthèse du 1,2-diméthyldiborane consiste à faire réagir du méthyldiborane H2BH2BHCH3 avec une quantité suffisante d'une base de Lewis qui conduit à la formation de méthylborane BH2CH3 et à sa dimérisation en 1,2-diméthyldiborane[13].
Réactions[modifier | modifier le code]
Le 1,2-diméthyldiborane au repos se convertit lentement en 1,1-diméthyldiborane[14].
La chromatographie en phase gazeuse peut être utilisée pour déterminer les proportions de boranes méthylés dans un mélange. La séquence d'extraction est la suivante : diborane, méthyldiborane, triméthylborane, 1,1-diméthyldiborane, 1,2-diméthyldiborane, triméthyldiborane et tétraméthyldiborane[15].
Le 1,2-diméthyldiborane s'hydrolyse en acide méthylboronique CH3B(OH)2[4] :
Le 1,2-diméthyldiborane réagit avec la triméthylamine N(CH3)3 pour donner un adduit solide triméthylamine-méthylborane (CH3)3N·BH2CH3[4].
Le chauffage d'un mélange de diméthyldiborane et d'ammoniac donne des borazines B-substituées avec un, deux ou trois groupes méthyle sur les atomes de bore[16],[17].
Notes et références[modifier | modifier le code]
- Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
- (en) M. J. D. Low, R. Epstein et A. C. Bond, « Characteristic Infrared Frequencies of Methyldiboranes », The Journal of Chemical Physics, vol. 48, no 5, , p. 2386-2387 (DOI 10.1063/1.1669454, Bibcode 1968JChPh..48.2386L, lire en ligne)
- (en) Morris Srebnik, Thomas E. Cole et Herbert C. Brown, « Methylborane - a remarkable unhindered monoalkylborane which achieves the controlled sequential hydroboration of representative alkenes », Tetrahedron Letters, vol. 28, no 33, , p. 3771-3774 (DOI 10.1016/S0040-4039(00)96380-9, lire en ligne)
- (en) R. P. Bell et H. J. Emeléus, « The boron hydrides and related compounds », Quarterly Reviews, Chemical Society, vol. 2, no 2, , p. 132-151 (DOI 10.1039/QR9480200132, lire en ligne)
- (en) Lise Hedberg, Kenneth Hedberg, David A. Kohler, David M. Ritter et Verner Schomaker, « Electron-diffraction investigations of the molecular structures of cis- and trans-1,2-dimethyldiborane », Journal of the American Chemical Society, vol. 102, no 10, , p. 3430-3434 (DOI 10.1021/ja00530a021, lire en ligne)
- (en) Thomas Onak, F. G. A. Stone et Robert West, Advances in Organometallic Chemistry, Academic Press, janvier 1966, p. 284. (ISBN 978-0080580043)
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