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Trimetilborano

El trimetilborano (TMB) es un gas pirofórico tóxico con la fórmula B(CH 3 ) 3 (que también puede escribirse como Me 3 B, donde Me representa metilo ).

Propiedades

Como líquido es incoloro. La línea más fuerte del espectro infrarrojo se encuentra en 1330 cm −1 , seguida de las líneas en 3010 cm −1 y 1185 cm −1 .

Su punto de fusión es -161,5 °C y su punto de ebullición es -20,2 °C.

La presión de vapor se expresa como log P = 6,1385 + 1,75 log T − 1393,3/ T − 0,007735 T , donde T es la temperatura en kelvins . [5] El peso molecular es 55,914. El calor de vaporización es 25,6 kJ/mol. [4]

Preparación

El trimetilborano fue descrito por primera vez en 1862 por Edward Frankland , [6] quien también mencionó su aducto con amoníaco. [7] Debido a su naturaleza peligrosa, el compuesto ya no se estudió hasta 1921, cuando Alfred Stock y Friedrich Zeidler aprovecharon la reacción entre el gas tricloruro de boro y el dimetilzinc . [8] Aunque la sustancia se puede preparar utilizando reactivos de Grignard, el resultado está contaminado por productos no deseados del disolvente. El trimetilborano se puede fabricar a pequeña escala con un rendimiento del 98% haciendo reaccionar trimetilaluminio en hexano con tribromuro de boro en éter dibutílico como disolvente. [5] Sin embargo, otros métodos son hacer reaccionar el borato de tributilo con cloruro de trimetilaluminio, o el tetrafluoroborato de potasio con trimetilaluminio, [9] o agregar trifluoruro de boro en éter al yoduro de metilmagnesio . [10]

Reacciones

El trimetilborano se enciende espontáneamente en el aire si la concentración es lo suficientemente alta. Arde con una llama verde que produce hollín. [11] Una oxidación más lenta con oxígeno en un disolvente o en fase gaseosa puede producir dimetiltrioxadiboralano, que contiene un anillo de dos átomos de boro y tres de oxígeno. Sin embargo, el producto principal es el dimetilborilmetilperóxido, que se descompone rápidamente en dimetoximetilborano. [12]

El trimetilborano es un ácido de Lewis fuerte . B(CH 3 ) 3 puede formar un aducto con amoniaco : (NH 3 ):B(CH 3 ) 3 . [13] así como otras bases de Lewis. Las propiedades de ácido de Lewis de B(CH 3 ) 3 se han analizado mediante el modelo ECW produciendo E A = 2,90 y C A = 3,60. Cuando el trimetilborano forma un aducto con trimetilamina , se produce una repulsión estérica entre los grupos metilo en B y N. El modelo ECW puede proporcionar una medida de este efecto estérico.

El trimetilborano reacciona con el agua y el cloro a temperatura ambiente. También reacciona con la grasa, pero no con el teflón ni el vidrio. [5]

El trimetilborano reacciona con diborano para desproporcionarse y formar metildiborano y dimetildiborano : (CH 3 )BH 2 .BH 3 y (CH 3 ) 2 BH.BH 3 .

Reacciona como gas con trimetilfosfina para formar una sal de Lewis sólida con un calor de formación de -41 kcal por mol. Este aducto tiene un calor de sublimación de -24,6 kcal/mol. No se produce reacción con trimetilarsina o trimetilstibina . [10]

El metil litio que reacciona con el trimetilborano produce una sal de tetrametilborato: LiB(CH 3 ) 4 . [14] El ion tetrametilborato tiene una carga negativa y es isoelectrónico con el neopentano , el tetrametilsilano y el catión tetrametilamonio .

Usar

El trimetilborano se ha utilizado como contador de neutrones. [15] Para este uso debe ser muy puro. [13] También se utiliza en la deposición química de vapor , donde es necesario depositar juntos el boro y el carbono.

Referencias

  1. ^ División de Representación Estructural y Nomenclatura Química de la IUPAC (2013). "P-6". En Favre, Henri A.; Powell, Warren H. (eds.). Nomenclatura de la química orgánica: recomendaciones y nombres preferidos de la IUPAC 2013. IUPAC – RSC . ISBN 978-0-85404-182-4.. pág. 974.
  2. ^ Graner, G.; Hirota E.; Iijima T.; Kuchitsu K.; Ramsay, DA; Vogt, J.; Vogt, N. (2001). "C 3 H 9 B Trimetilborano". C3H9B Trimetilborano . Moléculas y radicales . Landolt-Börnstein - Grupo II. Vol. 25C: Moléculas que contienen tres o cuatro átomos de carbono. p. 1370. doi :10.1007/10688787_381. ISBN 978-3-540-66774-2.
  3. ^ Ver MSDS
  4. ^ ab "Trimetilborano" (2009) en el Diccionario químico en línea . Archivado el 16 de marzo de 2012 en Wayback Machine .
  5. ^ abc Rees, William S. Jr.; et al. (1990). Ginsberg, Alvin P. (ed.). Trimetilborano . Síntesis inorgánica. Vol. 27. pág. 339.
  6. ^ Frankland, Eduardo (1862). "Ueber eine neue Reihe organischer Verbindungen, welche Bor enthalten". Justus Liebigs Ann. química . 124 : 129-157. doi :10.1002/jlac.18621240102.
  7. ^ Nishiyabu R.; Kubo Y.; James, T. D.; Fossey, J. S. (2011). "Bloques de construcción de ácido borónico: herramientas para el autoensamblaje". Química Común . 47 (4): 1124–1150. doi :10.1039/C0CC02921A. PMID  21113558.
  8. ^ Valores, A.; Zeidler, F. (1921). "Zur Kenntnis des Bormethyls und Boräthyls". Ber. Alemán. Química. Ges. A/B . 54 (3): 531–541. doi :10.1002/cber.19210540321.
  9. ^ Köster, Roland; Binger, Paul; Dahlhoff, Wilhelm V. (1973). "Una preparación conveniente de trimetilborano y trietilborano". Síntesis y reactividad en química inorgánica y metalorgánica . 3 (4): 359–367. doi :10.1080/00945717308057281.
  10. ^ ab Mente, Donald Charles (mayo de 1975). Reacciones de bases de Lewis del grupo trimetil Va con ácidos de Lewis de boro simples (PDF) (tesis doctoral). Texas Tech . Archivado desde el original (PDF) el 2011-08-15 . Consultado el 2010-09-23 .
  11. ^ Ellern, Herbert (1968). Pirotecnia militar y civil . Chemical Publishing Company. pág. 24. CiteSeerX 10.1.1.137.1104 . ISBN.  978-0-8206-0364-3.
  12. ^ Barton, Lawrence; Crump, John M.; Wheatley, Jeffrey B. (junio de 1974). "Trioxadiborolanos a partir de la oxidación de metildiborano". Journal of Organometallic Chemistry . 72 (1): C1–C3. doi :10.1016/s0022-328x(00)82027-6.
  13. ^ ab Ross, Gaylon S.; et al. (2 de octubre de 1961). "Preparación de trimetilborano de alta pureza" (PDF) . Revista de investigación de la Oficina Nacional de Normas Sección A. 66 ( 1). Archivado desde el original (PDF) el 19 de octubre de 2011. Consultado el 22 de septiembre de 2010 .
  14. ^ Georg Wittig en 1958
  15. ^ Ferguson, GA Jr; Jablonski, FE (29 de diciembre de 2004). "Movilidad electrónica en boro trimetilo". Revista de instrumentos científicos . 28 (11): 893. doi :10.1063/1.1715757. ISSN  0034-6748.