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Dodecaborato

El anión dodecaborato(12) , [B 12 H 12 ] 2− , es un borano con una disposición icosaédrica de 12 átomos de boro , cada uno de los cuales está unido a un átomo de hidrógeno. Su simetría se clasifica por el grupo puntual molecular I h .

Síntesis y reacciones

La existencia del anión dodecaborato(12), [B 12 H 12 ] 2− , fue predicha por HC Longuet-Higgins y M. de V. Roberts en 1955. [1] Hawthorne y Pitochelli lo fabricaron por primera vez 5 años después, mediante la reacción de 2-yododecaborano con trietilamina en solución de benceno a 80 °C. [2] Se prepara de manera más conveniente en dos pasos a partir de borohidruro de sodio . Primero, el borohidruro se convierte en un anión triborato utilizando el eterato de trifluoruro de boro :

5 NaBH 4 + BF 3 → 2 NaB 3 H 8 + 3 NaF + 2 H 2

La pirólisis del triborato produce el grupo de doce boro como sal de sodio. [3] Se han publicado otros métodos sintéticos.

Las sales del ion dodecaborato son estables en el aire y no reaccionan con hidróxido de sodio acuoso caliente o ácido clorhídrico. El anión puede oxidarse electroquímicamente a [B 24 H 23 ] 3− . [4]

Derivados sustituidos

Sales de B
12
yo2−
12
sufren hidroxilación con peróxido de hidrógeno para dar sales de [B 12 (OH) 12 ] 2− . [5] Los átomos de hidrógeno en el ion [B 12 H 12 ] 2− pueden ser reemplazados por los halógenos con varios grados de sustitución. El siguiente esquema de numeración se utiliza para identificar los productos. El primer átomo de boro se numera 1, luego el anillo más cercano de cinco átomos a su alrededor se numera en sentido antihorario del 2 al 6. El siguiente anillo de átomos de boro comienza desde 7 para los átomos más cercanos a los números 2 y 3, y cuenta en sentido antihorario hasta 11. El átomo opuesto al original se numera 12. Un derivado relacionado es [B 12 (CH 3 ) 12 ] 2− . El icosaedro de átomos de boro es de naturaleza aromática . [ cita requerida ]

Bajo una presión de kilobar de monóxido de carbono, [B 12 H 12 ] 2− reacciona para formar los derivados carbonílicos [B 12 H 11 CO] y los isómeros 1,12 y 1,7 de B 12 H 10 (CO) 2 . La disustitución para en el 1,12 es inusual. En agua, los dicarbonilos parecen formar iones carboxílicos: [B 12 H 10 (CO)CO 2 H] y [B 12 H 10 (CO 2 H) 2 ] 2− . [ cita requerida ]

También se conoce un derivado del perfluoroborano (con los átomos de hidrógeno reemplazados por átomos de flúor). [6]

Aplicaciones potenciales

Se han evaluado compuestos basados ​​en el ion [B 12 H 12 ] 2− para la extracción con disolventes de los iones radiactivos 152 Eu 3+ y 241 Am 3+ . [7]

[B 12 H 12 ] 2− , [B 12 (OH) 12 ] 2− y [B 12 (OMe) 12 ] 2− son prometedores para su uso en la administración de fármacos . Forman "closómeros", que se han utilizado para fabricar agentes de contraste de resonancia magnética de alto rendimiento no dirigidos que son persistentes en el tejido tumoral . [8]

Las sales de [B 12 H 12 ] 2− son agentes terapéuticos potenciales en el tratamiento del cáncer. Para aplicaciones en la terapia de captura de neutrones de boro , los derivados del closo -dodecaborato aumentan la especificidad del tratamiento de irradiación de neutrones. La irradiación de neutrones de boro-10 conduce a la emisión de una partícula alfa cerca del tumor. [9]

Referencias

  1. ^ Longuet-Higgins, Hugh Christopher; Roberts, M. de V. (junio de 1955). "La estructura electrónica de un icosaedro de átomos de boro". Actas de la Royal Society de Londres . Serie A. Ciencias matemáticas y físicas. 230 (1180): 110–119. Bibcode :1955RSPSA.230..110L. doi :10.1098/rspa.1955.0115. S2CID  98533477.
  2. ^ Pitochelli, Anthony R.; Hawthorne, Frederick M. (junio de 1960). "El aislamiento de la estructura icosaédrica B
    12
    yo2−
    12
    Ion". Revista de la Sociedad Química Americana . 82 (12): 3228–3229. doi :10.1021/ja01497a069.
  3. ^ Miller, HC; Muetterties, EL; Boone, JL; Garrett, P.; Hawthorne, MF (2007). "Aniones de borano". Síntesis inorgánica . págs. 81–91. doi :10.1002/9780470132418.ch16. ISBN . 978-0-470-13241-8.
  4. ^ Sivaev, Igor B.; Bregadze, Vladimir I.; Sjöberg, Stefan (2002). "Química del anión closo -dodecaborato [B 12 H 12 ] 2− : una revisión". Colección de comunicaciones químicas checoslovacas . 67 (6): 679–727. doi :10.1135/cccc20020679.
  5. ^ Clayton, Joshua R.; King, Benjamin T.; Zharov, Ilya; Fete, Matthew G.; Volkis, Victoria; Douvris, Christos; et al. (2010). "Boron Cluster Compounds". En Rauchfuss, Thomas B. (ed.). Inorganic Syntheses . Vol. 35. págs. 56–66. doi :10.1002/9780470651568.ch2. ISBN 9780471682554.
  6. ^ Shackelford, Scott A.; Belletire, John L.; Boatz, Jerry A.; Schneider, Stefan; Wheaton, Amanda K.; Wight, Brett A.; et al. (18 de junio de 2010). "Sales de perfluoroborano, borano y carborano dicatiónicos de heterociclo con puentes mediante síntesis acuosa al aire libre en laboratorio". Organic Letters . 12 (12): 2714–2717. doi :10.1021/ol100752y. ISSN  1523-7060. PMID  20499850.
  7. ^ Bernard, R.; Cornu, D.; Grüner, B.; Dozol, J.-F.; Miele, P.; Bonnetot, B. (septiembre de 2002). "Síntesis de extractantes basados ​​en [B 12 H 12 ] 2– y su aplicación para el tratamiento de residuos nucleares". Journal of Organometallic Chemistry . 657 (1–2): 83–90. doi :10.1016/S0022-328X(02)01540-1.
  8. ^ Axtell, JC (2018). "Síntesis y aplicaciones de clústeres de boro perfuncionalizados". Química inorgánica . 57 (5): 2333–2350. doi :10.1021/acs.inorgchem.7b02912. PMC 5985200 . PMID  29465227. 
  9. ^ Tachikawa, Shoji; Miyoshi, Tatsuro; Koganei, Hayato; El-Zaria, Mohamed E.; Vinas, Clara; Suzuki, Minoru; et al. (2014). "Liposomes encapsulantes de closo-dodecaborato de espermidinio como vehículos eficientes de administración de boro para la terapia de captura de neutrones". Chemical Communications . 50 (82): 12325–12328. doi : 10.1039/c4cc04344h . PMID  25182569.