El borohidruro se refiere al anión [ BH 4 ] − , que también se llama tetrahidridoborato , y sus sales. [1] Borohidruro o hidroborato también es el término utilizado para compuestos que contienen [BH 4− n X n ] − , donde n es un número entero de 0 a 3, por ejemplo cianoborohidruro o cianotrihidroborato [BH 3 (CN)] − y trietilborohidruro o hidroborato de trietilo [BH(CH 2 CH 3 ) 3 ] − . Los borohidruros encuentran un amplio uso como agentes reductores en la síntesis orgánica . Los borohidruros más importantes son el borohidruro de litio y el borohidruro de sodio , pero se conocen bien otras sales (ver Tabla). [2] Los tetrahidroboratos también son de interés académico e industrial en la química inorgánica. [3]
Los borohidruros de metales alcalinos fueron descritos por primera vez en 1940 por Hermann Irving Schlesinger y Herbert C. Brown . Sintetizaron borohidruro de litio Li [BH 4 ] a partir de diborano B 2 H 6 : [4] [5]
Los métodos actuales implican la reducción de borato de trimetilo con hidruro de sodio. [2]
En el anión borohidruro y en la mayoría de sus modificaciones, el boro tiene una estructura tetraédrica . [6] La reactividad de los enlaces B-H depende de los otros ligandos. Los grupos etilo que liberan electrones, como en el trietilborohidruro, hacen que el centro B-H sea altamente nucleofílico. Por el contrario, el cianoborohidruro es un reductor más débil debido al sustituyente ciano aceptor de electrones. El contracatión también influye en el poder reductor del reactivo.
El borohidruro de sodio es el borohidruro que se produce a mayor escala industrialmente, estimado en 5000 toneladas/año en 2002. El uso principal es la reducción de dióxido de azufre para dar ditionito de sodio :
La ditionita se utiliza para blanquear la pulpa de madera. [2] El borohidruro de sodio también se usa para reducir aldehídos y cetonas en la producción de productos farmacéuticos, incluidos cloranfenicol , tiofenicol , vitamina A , atropina y escopolamina , así como muchos saborizantes y aromas.
Debido a su alto contenido de hidrógeno, los complejos y sales de borohidruro han sido de interés en el contexto del almacenamiento de hidrógeno . [8] Con reminiscencias de trabajos relacionados sobre borano de amoníaco , los desafíos están asociados con una cinética lenta y bajos rendimientos de hidrógeno, así como problemas con la regeneración de los borohidruros originales.
En sus complejos de coordinación , el ion borohidruro está unido al metal mediante uno a tres átomos de hidrógeno puente. [9] [3] [10] En la mayoría de estos compuestos, el ligando [BH 4 ] − es bidentado . Algunos complejos homolépticos de borohidruro son volátiles. Un ejemplo es el borohidruro de uranio .
Los complejos de borohidruro metálico a menudo se pueden preparar mediante una simple reacción de eliminación de sales: [11]
Algunos tetrahidroboratos metálicos se transforman al calentarlos para dar boruros metálicos . Cuando el complejo de borohidruro es volátil, esta vía de descomposición es la base de la deposición química de vapor (CVD), una forma de depositar películas delgadas de boruros metálicos. [12] Por ejemplo, el diboruro de circonio ZrB 2 y el diboruro de hafnio HfB 2 se pueden preparar mediante CVD del tetrahidroborato de circonio (IV) Zr[BH 4 ] 4 y el tetrahidroborato de hafnio (IV) Hf[BH 4 ] 4 : [12]
Los diboruros metálicos encuentran usos como recubrimientos debido a su dureza, alto punto de fusión, solidez, resistencia al desgaste y la corrosión y buena conductividad eléctrica. [12]
