Tetrafluoroboritany

Technology

12 hours ago

Author

p=−

Tetrafluoroboritany jsou soli obsahující tetrafluoroboritanový anion BFb=4|p=−, který má shodnou elektronovou konfiguraci s tetrafluorberylnatanovým aniontem (BeFb=4|p=2−), tetrafluormethanem (CF4) a tetrafluoramoniovým kationtem (NFb=4|p=+) a konfiguraci samotné valenční vrstvy má shodnou rovněž s řadou dalších iontů, jako je chloristanový anion (ClOb=4|p=-), který má v laboratořích i podobné použití. Tetrafluoroboritany se připravují reakcemi fluoridů s fluoridem boritým (BF3), který je Lewisovou kyselinou, neutralizací kyseliny tetrafluoroborité nebo reakcí kyseliny borité s kyselinou fluorovodíkovou.

Využití

Častější využívání BFb=4|p=− vedlo k menšímu využívání ClOb=4|p=- v laboratořích jako slabě koordinujícího aniontu. S organickými sloučeninami, obzvláště aminy, tvoří ClOb=4|p=- výbušné produkty. +more K nevýhodám BFb=4|p=− patří mírný sklon k hydrolýze a rozklad za uvolnění fluoridových iontů, zatímco ClOb=4|p=- se tyto potíže neobjevují; díky bezpečnosti se však tetrafluoroboritany používají častěji než chloristany. S molární hmotností´přibližně 86,8 g/mol je tetrafluoroboritanový anion nejlehčím slabě koordinujícím aniontem, díky čemuž je často upřednostňován při přípravě kationtových reaktantů nebo katalyzátorů pro syntetické účely.

Ion BFb=4|p=− je méně nukleofilní i zásaditý než dusičnanový, halogenidové i triflátový anion. Při použití tohoto iontu tak lze snadno určit, že se reakce účastní kation a anion nereaguje. +more Tato nereaktivita má dvě příčiny: souměrnost iontu, a tedy rovnoměrné rozdělení náboje mezi jednotlivé atomy fluoru, a vysokou elektronegativitu fluoru, která vede k lepší rozpustnosti v organických rozpouštědlech než u příslušných halogenidů a dusičnanů. Podobné vlastnosti jako BFb=4|p=− má i hexafluorofosforečnanový (PFb=6|p=−) a hexafluorantimoničnanový (SbFb=6|p=−) anion, které jsou stabilnější vůči hydrolýze a jiným reakcím a jejich soli jsou lipofilnější.

Příkladem tetrafluoroboritanu může být [Ni(CH3CH2OH)6](BF4)2, kineticky nestabilní oktaedrický komplex, používaný jako zdroj nikelnatých kationtů (Ni2+).

Vysoce reaktivní kationty odvozené od Ti, Zr, Hf a Si odštěpují fluoridové anionty z BFb=4|p=−, který pak není nekoordinujícím aniontem, a je tak třeba použít například SbFb=6|p=−, BARF- nebo [Al((CF3)3CO)4]-). V mnoha dalších komplexech považovaných za kationtové funguje atom fluoru jako můstkový ligand mezi atomem boru a kationtem; příkladem je komplex [μ-(DTBM-SEGPHOS)(Au-BF4)2], u kterého bylo krystalograficky zjištěno, že obsahuje dva můstky Au-F-B.

I přes nízkou reaktivitu se tetrafluoroboritanové anionty používají jako zdroj fluoridových iontů pro silně elektrofilní kationty za účelem tvorby vazeb uhlík-fluor. Nejlepší známou takovou reakcí je Balzova-Schiemannova reakce.

Tetrafluoroboritany těžkých a přechodných kovů se připravují podobně jako ostatní tetrafluoroboritany, roztoky příslušných solí se smíchají s roztoky kyseliny borité a fluorovodíkové. Fluorboritany cínu, olova, mědi a niklu se získávají elektrolýzou kovů v roztoku HBF4.

Příklady

Tetrafluoroboritan draselný se připravuje reakcí uhličitanu draselného s kyselinou boritou a fluorovodíkovou:

: B(OH)3 + 4 HF → HBF4 + 3 H2O : 2 HBF4 + K2CO3 → 2 KBF4 + H2CO3

Tetrafluoroboritany iontů alkalických kovů (kromě draslíku, rubidia a cesia) a amonného kationtu krystalizují jako rozpustné hydráty.

Tetrafluoroboritany se často používají k izolaci silně elektrofilních kationtů, jako jsou:

* Diazoniové soli (ArNb=2|p=+) * Meerweinovy soli, například O(C2H5)b=3|p=+, nejsilnější volně dostupná alkylační činidla * Tetrafluoroboritan nitrosonia (NO+) - oxidační a nitrosylační činidlo * Tetrafluoroboritan nitronia (NOb=2|p=+) - nitrační činidlo * Ferrocenium, Fe(C5H5)b=2|p=+ * Soli bromonia a jodonia, například py2X+ (X = Br nebo I: Barluengovo činidlo) a Ar2I+ (soli diaryljodonia) * Tetrafluoroboritan stříbrný a thallný se používají k dehalogenacím. Tetrafluoroboritany většiny ostatních přechodných kovů jsou známy pouze ve vodných, alkoholových, etherových nebo nitrilových roztocích. +more * Komplexy přechodných kovů s nitrily, například [Cu(NCMe)4]BF4.