Triméthyldiborane

Triméthyldiborane
Structure du triméthyldiborane
Identification
N^o CAS	21107-27-7
Propriétés chimiques
Formule	C3H12B2
Masse molaire[1]	69,749 ± 0,017 g/mol C 51,66 %, H 17,34 %, B 31 %,
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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Le triméthyldiborane est un composé organoboré de formule chimique CH₃HBH₂B(CH₃)₂. À température ambiante, il est à l'équilibre avec le méthyldiborane H₂BH₂BHCH₃, le 1,1-diméthylborane H₂BH₂B(CH₃)₂, le 1,2-diméthyldiborane CH₃HBH₂BHCH₃, le tétraméthyldiborane (CH₃)₂BH₂B(CH₃)₂ et le triméthylborane B(CH₃)₃, de sorte qu'il est difficile de disposer de triméthyldiborane pur^[2]. Il se présente comme liquide pyrophorique dont le point de fusion est de −122,9 °C et le point d'ébullition de 45,5 °C^[3].

Histoire et préparation

Les méthylboranes ont été préparés pour la première fois dans les années 1930^[4],[5].

Le tétraméthylplomb Pb(CH₃)₄ réagit avec le diborane à température ambiante dans le diméthoxyéthane pour donner une série de diboranes à substituants méthyle pour aboutir au triméthylborane mais avec du 1,1-diméthyldiborane H₂BH₂B(CH₃)₂ et du triméthyldiborane. Les autres produits sont l'hydrogène et le plomb^[6].

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^[7].

On peut également obtenir des méthyldiboranes en chauffant du triméthylborane en présence d'hydrogène. 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^[5]. 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^[8].

Réactions

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^[3],[9] :

4 CH₃HBH₂B(CH₃)₂  ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  3 (CH₃)₂BH₂B(CH₃)₂ + H₂BH₂BH₂ ;

2 CH₃HBH₂B(CH₃)₂ + H₂BH₂BH₂  ${\displaystyle \rightleftharpoons }$  3 H₂BH₂B(CH₃)₂.

Le 1,2-diméthyldiborane s'hydrolyse en acides méthylboronique CH₃B(OH)₂ et diméthylboronique (CH₃)₂BOH^[2].

Le triméthyldiborane réagit avec l'ammoniac liquide en formant des anions méthylborohydrure CH₃BH₃⁻ et des cations (CH₃)₂B(N₃)₂^+[10],[11].

Notes et références

1. Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
2. (en) R. P. Bell et H. J. Emeléus, « The boron hydrides and related compounds », Quarterly Reviews, Chemical Society, vol. 2, n^o 2,‎ 1948, p. 132-151 (DOI 10.1039/QR9480200132, lire en ligne)
3. (en) Thomas Onak, F. G. A. Stone et Robert West, Advances in Organometallic Chemistry, Academic Press, janvier 1966, p. 284. (ISBN 978-0080580043)
4. (en) H. I. Schlesinger et A. O. Walker, « Hydrides of Boron. IV. The Methyl Derivatives of Diborane », Journal of the American Chemical Society, vol. 57, n^o 4,‎ avril 1935, p. 621-625 (DOI 10.1021/ja01307a009, lire en ligne)
5. (en) L. H. Long et M. G. H. Wallbridge, « 646. The chemistry of boron. Part VI. New preparative methods and decomposition studies relating to methyldiboranes », Journal of the Chemical Society (Resumed),‎ 1965, p. 3513-3520 (DOI 10.1039/JR9650003513, lire en ligne)
6. (en) A. K. Holliday et G. N. Jessop, « The reaction of tetramethyllead with diborane », Journal of Organometallic Chemistry, vol. 10, n^o 2,‎ novembre 1967, p. 291-293 (DOI 10.1016/S0022-328X(00)93089-4, lire en ligne)
7. (en) G. R. Seely, J. P. Oliver et D. M. Ritter, « Gas-Liquid Chromatographic Analysis of Mixtures Containing Methyldiboranes », Analytical Chemistry, vol. 31, n^o 12,‎ décembre 1959, p. 1993-1995 (DOI 10.1021/ac60156a032, lire en ligne)
8. (en) John A. Marsella et Kenneth G. Caulton, « Dealkylation of zirconium(IV) by borane: the intimate mechanism of an alkyl transfer reaction », Journal of the American Chemical Society, vol. 104, n^o 9,‎ mai 1982, p. 2361-2365 (DOI 10.1021/ja00373a005, lire en ligne)
9. (en) Walter J. Lehmann, Charles O. Wilson Jr. et I. Shapiro, « Infrared Spectra of Alkyldiboranes. V. Tri‐ and Tetramethyl‐ and Ethyldiboranes », The Journal of Chemical Physics, vol. 34, n^o 3,‎ mars 1961, p. 783-792 (DOI 10.1063/1.1731675, Bibcode 1961JChPh..34..783L, lire en ligne)
10. (en) J. C. Sheldon et B. C. Smith, « The borazoles », Quarterly Reviews, Chemical Society, vol. 14, n^o 2,‎ 1960, p. 200-219 (DOI 10.1039/QR9601400200, lire en ligne)
11. (en) H. I. Schlesinger, Leo Horvitz et A. B. Burg, « Hydrides of Boron. VI. The Action of Ammonia on the Methyl Diboranes », Journal of the American Chemical Society, vol. 58, n^o 3,‎ mars 1936, p. 409-414 (DOI 10.1021/ja01294a008, lire en ligne)