Боргидрид - Borohydride
Боргидрид относится к аниону B H-
4и его соли. Боргидрид - это также термин, используемый для соединений, содержащих BH
4− пИкс-
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.
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-
4лиганд 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.