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tetrafluoroborato

La estructura del anión tetrafluoroborato , BF.
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El tetrafluoroborato es el anión BF.
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. Esta especie tetraédrica es isoelectrónica con tetrafluoroberillato ( BeF2-4
), tetrafluorometano (CF 4 ) y tetrafluoroamonio ( NF+
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) y es de valencia isoelectrónica con muchas especies estables e importantes, incluido el anión perclorato , ClO
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, que se utiliza de forma similar en el laboratorio. Surge de la reacción de sales de fluoruro con el ácido de Lewis BF 3 , del tratamiento del ácido tetrafluorobórico con una base o del tratamiento del ácido bórico con ácido fluorhídrico .

Como anión en química orgánica e inorgánica.

La popularización de BF
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ha llevado a un menor uso de ClO
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en el laboratorio como un anión débilmente coordinante. Con compuestos orgánicos, especialmente derivados de amina, ClO
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forma derivados potencialmente explosivos. Desventajas de BF
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incluyen su ligera sensibilidad a la hidrólisis y descomposición mediante la pérdida de un ligando de fluoruro, mientras que el ClO
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no sufre estos problemas. Sin embargo, las consideraciones de seguridad eclipsan este inconveniente. Con un peso fórmula de 86,8, BF
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También es convenientemente el anión débilmente coordinante más pequeño desde el punto de vista del peso equivalente, lo que a menudo lo convierte en el anión elegido para preparar reactivos catiónicos o catalizadores para uso en síntesis, en ausencia de otras diferencias sustanciales en factores químicos o físicos.

el novio
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El anión es menos nucleofílico y básico (y por lo tanto se coordina más débilmente) que los nitratos, los haluros o incluso los triflatos . Así, cuando se utilizan sales de BF
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, normalmente se supone que el catión es el agente reactivo y que este anión tetraédrico es inerte. novio
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Debe su inercia a dos factores: (i) es simétrico de modo que la carga negativa se distribuye equitativamente entre cuatro átomos, y (ii) está compuesto por átomos de flúor altamente electronegativos, que disminuyen la basicidad del anión. Además de la naturaleza débilmente coordinante del anión, BF
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Las sales suelen ser más solubles en disolventes orgánicos (lipófilos) que las sales relacionadas de nitrato o haluro . Relacionado con BF
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son hexafluorofosfato , PF
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y hexafluoroantimoniato, SbF
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, los cuales son aún más estables frente a la hidrólisis y otras reacciones químicas y cuyas sales tienden a ser más lipófilas.

Los cationes extremadamente reactivos, como los derivados del Ti, Zr, Hf y Si, de hecho extraen fluoruro del BF.
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, entonces en tales casos BF
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no es un anión "inocente" y se deben emplear aniones de coordinación débil (p. ej., SbF 6 , BARF o [Al((CF 3 ) 3 CO) 4 ] – ). Además, en otros casos de complejos aparentemente "catiónicos", el átomo de flúor actúa de hecho como ligando puente entre el boro y el centro catiónico. Por ejemplo, cristalográficamente se encontró que el complejo de oro [μ-(DTBM- SEGPHOS )(Au–BF 4 ) 2 ] contenía dos puentes Au–F–B. [1]

Los fluoroboratos de metales pesados ​​y de transición se producen de la misma manera que otras sales de fluoroborato; las respectivas sales metálicas se añaden a los ácidos bórico y fluorhídrico reaccionados. Los fluoroboratos de estaño , plomo , cobre y níquel se preparan mediante electrólisis de estos metales en una solución que contiene HBF 4 .

Como donante de flúor

A pesar de la baja reactividad del anión tetrafluoroborato en general, BF
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sirve como fuente de flúor para entregar un equivalente de fluoruro. [2] La reacción de Balz-Schiemann para la síntesis de fluoruros de arilo es el ejemplo más conocido de tal reacción. [3] Se ha informado que los aductos de éter y halopiridina de HBF 4 son reactivos eficaces para la hidrofluoración de alquinos. [4]

Ejemplos de sales

El fluoroborato de potasio se obtiene tratando el carbonato de potasio con ácido bórico y ácido fluorhídrico.

B(OH) 3 + 4 HF → HBF 4 + 3 H 2 O
2 HBF 4 + K 2 CO 3 → 2 KBF 4 + H 2 CO 3

Los fluoroboratos de metales alcalinos y los iones amonio cristalizan como hidratos solubles en agua con excepción del potasio , rubidio y cesio .

El fluoroborato se utiliza a menudo para aislar cationes altamente electrófilos. Algunos ejemplos incluyen:

La Doe Run Company está utilizando un ciclo electroquímico que involucra tetrafluoroborato ferroso/férrico para reemplazar la fundición térmica de minerales de sulfuro de plomo .

Las sales de imidazolio y formamidinio , líquidos iónicos y precursores de carbenos estables , a menudo se aíslan como tetrafluoroboratos.

Ver también

Referencias

  1. ^ Abadie, Marc-Antoine; Trivelli, Xavier; Medina, Florián; Capeto, Federico; Roussel, Pascal; Agbossou-Niedercorn, Francine; Michon, Christophe (1 de agosto de 2014). "Hidroaminación intramolecular asimétrica de alquenos en condiciones suaves y húmedas: estructura y reactividad de catalizadores catiónicos binucleares de oro (I)" (PDF) . ChemCatChem . 6 (8): 2235–2239. doi :10.1002/cctc.201402350. ISSN  1867-3899. S2CID  96851116.
  2. ^ Cresswell, Alejandro J.; Davies, Stephen G.; Roberts, Paul M.; Thomson, James E. (2015). "Más allá de la reacción de Balz-Schiemann: la utilidad de los tetrafluoroboratos y el trifluoruro de boro como fuentes de fluoruro nucleófilo". Reseñas químicas . 115 (2): 566–611. doi :10.1021/cr5001805. PMID  25084541.
  3. ^ Cresswell, Alejandro J.; Davies, Stephen G.; Roberts, Paul M.; Thomson, James E. (28 de enero de 2015). "Más allá de la reacción de Balz-Schiemann: la utilidad de los tetrafluoroboratos y el trifluoruro de boro como fuentes de fluoruro nucleófilo". Reseñas químicas . 115 (2): 566–611. doi :10.1021/cr5001805. ISSN  0009-2665. PMID  25084541.
  4. ^ Guo, Rui; Qi, Xiaotian; Xiang, Hengye; Geaneotes, Paul; Wang, Ruihan; Liu, Peng; Wang, Yi-Ming (2 de junio de 2020). "Hidrofluoración de alquinos estereodivergentes utilizando tetrafluoroboratos próticos como reactivos sintonizables". Edición internacional Angewandte Chemie . 59 (38): 16651–16660. doi :10.1002/anie.202006278. ISSN  1521-3773. PMC 8287824 . PMID  32485005. 
  5. ^ Willem L. Driessen, Jan Reedijk (1992). "Solvatos sólidos: el uso de ligandos débiles en química de coordinación". Síntesis inorgánicas . vol. 29. págs. 111-118. doi :10.1002/9780470132609.ch27. ISBN 978-0-470-13260-9.
  6. ^ Möller, H.; Lutz, HD (2010). "Estructura cristalina del tetrafluoroborato de talio, TlBF4". Zeitschrift für Kristallographie - Materiales cristalinos . 201 (3–4): 285–286. doi :10.1524/zkri.1992.201.3-4.285. ISSN  2196-7105.