Trihydridoboron , también conocido como borano o borine , es una molécula inestable y altamente reactiva con la fórmula química B H
3. La preparación de carbonilo de borano , BH 3 (CO), jugó un papel importante en la exploración de la química de los boranos, ya que indicó la probable existencia de la molécula de borano. [2] Sin embargo, la especie molecular BH 3 es un ácido de Lewis muy fuerte . En consecuencia, es altamente reactivo y solo se puede observar directamente como un producto transitorio producido de forma continua en un sistema de flujo o de la reacción del boro atómico ablacionado con láser con hidrógeno. [3]
Nombres | |||
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Nombres IUPAC Borano [1] | |||
Nombre IUPAC sistemático borano (sustituto) trihidridoboron (aditivo) | |||
Otros nombres
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Identificadores | |||
Modelo 3D ( JSmol ) | |||
CHEBI | |||
ChemSpider | |||
44 | |||
PubChem CID | |||
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Propiedades | |||
B H 3 | |||
Masa molar | 13,83 g · mol −1 | ||
Apariencia | gas incoloro | ||
Ácido conjugado | Boronio | ||
Termoquímica | |||
Entropía molar estándar ( S | 187,88 kJ mol −1 K −1 | ||
106,69 kJ mol −1 | |||
Estructura | |||
D 3h | |||
trigonal plana | |||
0 D | |||
Compuestos relacionados | |||
Compuestos relacionados | |||
Salvo que se indique lo contrario, los datos se proporcionan para materiales en su estado estándar (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa). | |||
Referencias de Infobox | |||
Estructura y propiedades
BH 3 es una molécula plana trigonal con simetría D 3h . La longitud del enlace B – H determinada experimentalmente es 119 pm . [4]
En ausencia de otras especies químicas, reacciona consigo mismo para formar diborano . Por tanto, es un intermedio en la preparación de diborano según la reacción: [5]
- BX 3 + BH 4 - → HBX 3 - + (BH 3 ) (X = F, Cl, Br, I)
- 2 BH 3 → B 2 H 6
Se estima que la entalpía estándar de dimerización de BH 3 es −170 kJ mol −1 . [6] El átomo de boro en BH 3 tiene 6 electrones de valencia. En consecuencia, es un ácido de Lewis fuerte y reacciona con cualquier base de Lewis , L, para formar un aducto.
- BH 3 + L → L — BH 3
en el que la base dona su par solitario, formando un enlace covalente dativo . Dichos compuestos son termodinámicamente estables, pero pueden oxidarse fácilmente en el aire. Las soluciones que contienen dimetilsulfuro de borano y borano-tetrahidrofurano están disponibles comercialmente; en tetrahidrofurano se añade un agente estabilizante para evitar que el THF oxide el borano. [7] Una secuencia de estabilidad para varios aductos comunes de borano, estimada a partir de datos espectroscópicos y termoquímicos, es la siguiente:
- PF 3 < CO < Et 2 O < Me 2 O
4 H 8 O 4 H 8 S < Et 2 S < Me 2 S Me 3 N < H -
El BH 3 tiene algunas características de ácido blando ya que los donantes de azufre forman complejos más estables que los donantes de oxígeno. [5] Las soluciones acuosas de BH 3 son extremadamente inestables. [8] [9]
- BH
3+ 3 H2O → B (OH)
3+ 3 H
2
Reacciones
Se cree que el BH 3 molecular es un intermedio de reacción en la pirólisis del diborano para producir boranos superiores : [5]
- B 2 H 6 ⇌ 2BH 3
- BH 3 + B 2 H 6 → B 3 H 7 + H 2 (paso de determinación de la tasa)
- BH 3 + B 3 H 7 ⇌ B 4 H 10
- B 2 H 6 + B 3 H 7 → BH 3 + B 4 H 10
- ⇌ B 5 H 11 + H 2
Los pasos posteriores dan lugar a boranos sucesivamente más altos, con B 10 H 14 como el producto final más estable contaminado con materiales poliméricos, y un poco de B 20 H 26 .
El amoniato de borano, que se produce por una reacción de desplazamiento de otros aductos de borano, elimina el hidrógeno elemental al calentarlo para dar borazina (HBNH) 3 . [10]
Los aductos de borano se usan ampliamente en síntesis orgánica para hidroboración , donde BH 3 se agrega a través del enlace C = C en alquenos para dar trialquilboranos:
- (THF) BH 3 + 3 CH 2 = CHR → B (CH 2 CH 2 R) 3 + THF
Esta reacción es regioselectiva . Pueden usarse otros derivados de borano para dar una regioselectividad aún mayor. [11] El producto trialquilboranos se puede convertir en derivados orgánicos útiles. Con alquenos voluminosos se pueden preparar especies como [HBR 2 ] 2 , que también son reactivos útiles en aplicaciones más especializadas. También se puede utilizar dimetilsulfuro de borano, que es más estable que el borano-tetrahidrofurano . [12] [11]
La hidroboración se puede acoplar a la oxidación para producir la reacción de hidroboración-oxidación . En esta reacción, el grupo borilo del organoborano generado se sustituye por un grupo hidroxilo.
La aminación reductora es una extensión de la reacción de hidroboración-oxidación, en la que un doble enlace carbono-nitrógeno está experimentando hidroboración. El doble enlace carbono-nitrógeno se crea mediante la eliminación reductora de agua de un hemiaminal, formado por la adición de una amina a una molécula de carbonilo, de ahí el adjetivo 'reductor'.
Borano (5)
Borano (5) es el complejo dihidrógeno del borano. Su fórmula molecular es BH 5 o posiblemente BH 3 (η 2 -H 2 ). [13] Solo es estable a temperaturas muy bajas y su existencia se confirma a temperaturas muy bajas. [14] [15] El borano (5) y el metanio (CH 5 + ) son isoelectrónicos. [16] Su base conjugada es el anión borohidruro .
Ver también
- Compuesto de racimo de mariposas
Referencias
- ^ https://pubchem.ncbi.nlm.nih.gov/compound/Borane#section=IUPAC-Name&fullscreen=true
- ^ Burg, Anton B .; Schlesinger, HI (mayo de 1937). "Hidruros de boro. VII. Evidencia de la existencia transitoria de boro ( BH
3): Carbonilo de borina y trimetilamina de borina ". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 59 (5): 780-787. Doi : 10.1021 / ja01284a002 . - ^ Tague, Thomas J .; Andrews, Lester (1994). "Reacciones de átomos de boro evaporado por láser pulsado con hidrógeno. Espectros infrarrojos de especies intermedias de hidruro de boro en argón sólido". Revista de la Sociedad Química Estadounidense . 116 (11): 4970–4976. doi : 10.1021 / ja00090a048 . ISSN 0002-7863 .
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- ^ a b c Greenwood, Norman N .; Earnshaw, Alan (1997). Química de los Elementos (2ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
- ^ Page, M .; Adams, GF; Binkley, JS; Melius, CF (1987). "Energía de dimerización del borano". J. Phys. Chem . 91 (11): 2675–2678. doi : 10.1021 / j100295a001 .
- ^ Química de hidrocarburos, George A. Olah, Arpad Molner, 2da edición, 2003, Wiley-Blackwell ISBN 978-0471417828
- ^ Finn, Patricia; Jolly, William L. (agosto de 1972). "Escisión asimétrica del diborano por el agua. La estructura del diborano dihidrato" . Química inorgánica . 11 (8): 1941-1944. doi : 10.1021 / ic50114a043 .
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- ^ Una vida de química mágica: reflexiones autobiográficas que incluyen años posteriores al Premio Nobel y la economía del metanol, 159p