Боргидрид - Borohydride

Шаровидная модель аниона борогидрида, BH-
4

Боргидрид относится к аниону B H-
4
и его соли. Боргидрид - это также термин, используемый для соединений, содержащих BH
4− п
Икс-
п
, например цианоборгидрид ( B (CN) H-
3
) и триэтилборгидрид (B (C 2 H 5 ) 3 H - ). Боргидриды находят широкое применение в качестве восстановителей в органическом синтезе . Наиболее важными борогидридами являются боргидрид лития и боргидрид натрия , но другие соли хорошо известны (см. Таблицу). Тетрагидробораты также представляют академический и промышленный интерес в неорганической химии.

История

Боргидриды щелочных металлов были впервые описаны в 1940 году Германом Ирвингом Шлезингером и Гербертом С. Брауном . Они синтезировали борогидрид лития (LiBH 4 ) из диборана (B 2 H 6 ):

2 MH + B 2 H 6 → 2 M [BH 4 ]  (M = Li, Na, K и т. Д.)

Современные методы включают восстановление триметилбората гидридом натрия.

Структура

В анионе боргидрида и большинстве его модификаций бор имеет тетраэдрическую структуру. Реакционная способность связей B-H зависит от других лигандов. Этильные группы, высвобождающие электроны, как в триэтилборогидриде, делают центр B-H очень нуклеофильным. Напротив, цианоборгидрид является более слабым восстановителем из-за электроноакцепторного цианозаместителя. Противокатион также влияет на восстанавливающую способность реагента.

Избранные свойства различных солей боргидрида
Гидрид
[номер CAS]
Мол. вес.
(г / моль)
Плотность водорода Плотность
(г / см 3 )
т.пл.
(° C)
Растворимость в воде
(г / 100 мл при 25 ° C)
Растворимость в MeOH
(г / 100 мл, 25 ° C)
Растворимость в Et 2 O
(г / 100 мл, 25 ° C)
Растворимость в ТГФ
(г / 100 мл при 25 ° C)
LiBH 4
[16949-15-8]
21,78 18,5 0,66 280 20,9 разложить (44 в EtOH ) 4.3 22,5
NaBH 4
[16940-66-2]
37,83 10,6 1.07 505 55 16,4 (при 20 ° С) инсол. 0,1 (при 20 ° C)
NaBH 3 CN
[25895-60-7]
62,84 6.4 1,20 240 с разл. терпимый 217 инсол. 36
KBH 4
[13762-51-1]
53,94 7,4 1.17 585 (до H 2 ) 19 инсол. инсол. инсол.
LiBHEt 3
[22560-16-3]
105,94 0,95 неизвестно неизвестно разложить разложить Нет данных высокий (поставляется коммерчески)

Использует

Боргидрид натрия - это борогидрид, который производится в крупнейших промышленных масштабах, оцениваемых в 5000 тонн / год в 2002 году. Основное применение - восстановление диоксида серы с образованием дитионита натрия :

NaBH 4 + 8 NaOH + 8 SO 2 → 4 Na 2 S 2 O 4 + NaBO 2 + 6 H 2 O

Дитионит используется для отбеливания древесной массы. Боргидрид натрия также используется для снижения содержания альдегидов и кетонов при производстве фармацевтических препаратов, включая хлорамфеникол , тиофеникол , витамин А , атропин и скополамин , а также многих ароматизаторов и ароматизаторов.

Возможные приложения

Из-за высокого содержания водорода боргидридные комплексы и соли представляют интерес в контексте хранения водорода . Напоминает родственные работы по аммиачному борану , проблемы связаны с медленной кинетикой и низкими выходами водорода, а также проблемами с регенерацией исходных борогидридов.

Координационные комплексы

В своих координационных комплексах ион борогидрида связан с металлом с помощью одного-трех мостиковых атомов водорода. В большинстве таких соединений BH-
4
лиганд бидентатный . Некоторые гомолептические боргидридные комплексы летучие. Одним из примеров является борогидрид урана .

Боргидридные комплексы металлов часто можно получить простой реакцией отщепления соли:

TiCl 4 + 4 LiBH 4 + Et 2 O (растворитель) → Ti (BH 4 ) 4 (Et 2 O) + 4 LiCl

Разложение

Некоторые тетрагидробораты металлов при нагревании превращаются в бориды металлов . Когда боргидридный комплекс является летучим, этот путь разложения является основой химического осаждения из паровой фазы , способа нанесения тонких пленок боридов металлов. Например, дибориды циркония и гафния , ZrB 2 и HfB 2 , могут быть получены посредством химического осаждения из паровой фазы тетрагидроборатов Zr (BH 4 ) 4 и Hf (BH 4 ) 4 :

М (ВН 4 ) 4 → МБ 2 + В 2 Н 6 + 5 Н 2

Дибориды металлов находят применение в качестве покрытий из-за их твердости, высокой температуры плавления, прочности, устойчивости к износу и коррозии и хорошей электропроводности.

Ссылки

внешняя ссылка