stringtranslate.com

Borohidruro

Modelo de bolas y palos del anión tetrahidroborato, [BH 4 ] −

El borohidruro se refiere al anión [ B H 4 ] − , que también se llama tetrahidruroborato , y sus sales. [1] El borohidruro o hidroborato también es el término utilizado para los 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 trietilhidroborato [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 otras sales (ver Tabla). [2] Los tetrahidroboratos también son de interés académico e industrial en la química inorgánica. [3]

Historia

Los borohidruros de metales alcalinos fueron descritos por primera vez en 1940 por Hermann Irving Schlesinger y Herbert C. Brown . Sintetizaron el borohidruro de litio Li[BH 4 ] a partir del diborano B 2 H 6 : [4] [5]

2 MH + B 2 H 6 → 2 M[BH 4 ] , donde M = Li, Na, K, Rb, Cs, etc.

Los métodos actuales implican la reducción de borato de trimetilo con hidruro de sodio. [2]

Estructura

En el anión borohidruro y 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 liberadores de electrones, como en el trietilborohidruro, hacen que el centro B−H sea altamente nucleófilo. Por el contrario, el cianoborohidruro es un reductor más débil debido al sustituyente ciano que atrae electrones. El contracatión también influye en el poder reductor del reactivo.

Usos

El borohidruro de sodio es el borohidruro que se produce en mayor escala industrialmente, estimándose en 5000 toneladas/año en 2002. El uso principal es para la reducción de dióxido de azufre para dar ditionito de sodio :

Na[BH 4 ] + 8 NaOH + 8 SO 2 → 4 Na 2 S 2 O 4 + NaBO 2 + 6 H 2 O

El ditionito se utiliza para blanquear la pulpa de madera. [2] El borohidruro de sodio también se utiliza para reducir aldehídos y cetonas en la producción de productos farmacéuticos, incluidos el cloranfenicol , el tiofenicol , la vitamina A , la atropina y la escopolamina , así como muchos saborizantes y aromas.

Aplicaciones potenciales

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] Recordando el trabajo relacionado sobre el 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.

Complejos de coordinación

Modelo de bolas y palos de Zr[BH 4 ] 4

En sus complejos de coordinación , el ion borohidruro está unido al metal por medio de uno a tres átomos de hidrógeno puente. [9] [3] [10] En la mayoría de estos compuestos, el ligando [BH 4 ] − es bidentado . Algunos complejos de borohidruro homolépticos 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 sal: [11]

TiCl 4 + 4 Li[BH 4 ] + Et 2 O (disolvente) → Ti[BH 4 ] 4 ·Et 2 O + 4 LiCl

El borohidruro de berilio es dimérico .

Compuesto de borohidruro de berilio que crea un enlace de dos electrones y tres centros.

Descomposición

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 en fase 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]

METRO[BH 4 ] 4 → MB 2 + B 2 H 6 + 5 H 2

Los diboruros metálicos se utilizan como recubrimientos debido a su dureza, alto punto de fusión, resistencia, resistencia al desgaste y la corrosión y buena conductividad eléctrica. [12]

Referencias

  1. ^ "Tetrahidroborato". Chemspider.com . Consultado el 26 de febrero de 2013 .
  2. ^ abc Rittmeyer, P.; Wietelmann, U. "Hidruros". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi :10.1002/14356007.a13_199. ISBN 978-3527306732.
  3. ^ ab Makhaev, VD (2000). "Borohidruro". Revista Rusa de Química (69): 727–746. doi :10.1070/RC2000v069n09ABEH000580.
  4. ^ Schlesinger, HC; Brown, HR (1940). "Metaloborohidruros. III. Borohidruro de litio". J. Am. Chem. Soc . 62 (12): 3429–3435. doi :10.1021/ja01869a039.
  5. ^ Schlesinger, HC; Brown, HR; Hoekstra, LR (1953). "Reacciones de diborano con hidruros de metales alcalinos y sus compuestos de adición. Nuevas síntesis de borohidruros. Borohidruros de sodio y potasio". J. Am. Chem. Soc . 75 : 199–204. doi :10.1021/ja01097a053.
  6. ^ Greenwood, Norman N. ; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann . ISBN 978-0-08-037941-8.
  7. ^ Hutchins, Robert O.; Hutchins, MaryGail K.; Crawley, Matthew L. (2007). "Cianoborohidruro de sodio". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . John Wiley & Sons. doi :10.1002/047084289X.rs059.pub2. ISBN 978-0471936237.
  8. ^ Jaroń, Tomasz; Wegner, Wojciech; Grochala, Wojciech (17 de agosto de 2018). "M[Y(BH4)4] y M2Li[Y(BH4)6−xClx] (M = Rb, Cs): nuevos derivados de borohidruro de itrio y sus propiedades de almacenamiento de hidrógeno". Dalton Transactions . 42 (19): 6886–93. doi :10.1039/C3DT33048F. PMID  23503711.
  9. ^ Marks, TJ; Kolb, JR (1977). "Borohidruro". Chem. Rev. 77 : 263. doi :10.1021/cr60306a004.
  10. ^ Besora, M.; Lledós, A. (2008). "Modos de coordinación y dinámica de intercambio de hidruros en complejos de tetrahidroborato de metales de transición". Estructura y enlace . 130 : 149–202. doi :10.1007/430_2007_076. ISBN 978-3-540-78633-7.
  11. ^ Franz, H.; Fusstetter, H.; Nöth, H. (1976). "Borohidruro". Z. Anorg. Allg. química . 427 : 97-113. doi :10.1002/zaac.654270202.
  12. ^ abc Jensen, JA; Gozum, JE; Pollina, DM; Girolami, GS (1988). "Tetrahidroboratos de titanio, circonio y hafnio como precursores de CVD "a medida" para películas delgadas de diboruro metálico". J. Am. Chem. Soc . 110 (5): 1643–1644. doi :10.1021/ja00213a058.

Enlaces externos

Wikiquote tiene citas relacionadas con Borohidruro .