Тетрафторборат

Тетрафторборат - это анион BF. 4. Этот тетраэдрический вид является изоэлектронным с тетрафторбериллатом (BeF. 4), тетрафторметаном (CF 4) и тетрафтораммонием (NF. 4) и является изоэлектронной валентной с множеством стабильных и важных частиц, включая анион перхлората , ClO. 4, который аналогичным образом используется в лаборатории. Он возникает в результате реакции фторидных солей с кислотой Льюиса BF3, обработки тетрафторборной кислоты основанием или обработки борной кислоты с плавиковой кислотой..

• 1 В качестве аниона в неорганической и органической химии
• 2 Примеры солей
• 3 См. Также
• 4 Ссылки

Популяризация BF. 4привела к сокращению использования ClO. 4в лаборатории в качестве слабо координирующего аниона. С органическими соединениями, особенно производными амина, ClO. 4образует потенциально взрывоопасные производные. Недостатки BF. 4включают его небольшую чувствительность к гидролизу и разложению через потерю фторидного лиганда, тогда как ClO. 4не страдает от этих проблем. Однако соображения безопасности затмевают это неудобство. С формульной массой 86,8 BF. 4также удобно является наименьшим слабо координирующим анионом с точки зрения эквивалентного веса, что часто делает его предпочтительным анионом для получения катионных реагентов или катализаторов для использования в синтезе в отсутствие другие существенные различия в химических или физических факторах.

Анион BF. 4является менее нуклеофильным и основным (и, следовательно, более слабо координирующим), чем нитраты, галогениды или даже трифлаты. Таким образом, при использовании солей BF. 4обычно можно предположить, что катион является реактивным агентом, а этот тетраэдрический анион инертен. BF. 4обязан своей инертностью двум факторам: (i) он симметричен, так что отрицательный заряд равномерно распределяется по четырем атомам, и (ii) он состоит из сильно электроотрицательных атомов фтора, которые уменьшают основность аниона. В дополнение к слабо координирующей природе аниона, соли BF. 4часто более растворимы в органических растворителях (липофильных), чем родственные нитратные или галогенидные соли. К BF. 4относятся гексафторфосфат, PF. 6и гексафторантимонат SbF. 6, оба из которых даже более устойчивы к гидролизу и другим химическим реакциям и чьи соли имеют тенденцию быть более липофильными.

Иллюстрацией фторборатной соли является [Ni (CH 3CH2OH) 6 ] (BF 4)2, кинетически лабильный октаэдрический комплекс, который используется в качестве источника Ni.

Чрезвычайно реактивные катионы, такие как катионы, полученные из Ti, Zr, Hf и Si, фактически выделяют фторид из BF. 4, поэтому в таких случаях BF. 4не является «невинным» анионом и необходимо использовать менее координирующие анионы (например, SbF 6, BARF или [Al ((CF 3)3CO) 4 ]). Более того, в других В случае якобы «катионных» комплексов атом фтора фактически действует как мостиковый лиганд между бором и катионным центром. Например, комплекс золота [μ- (DTBM- SEGPHOS ) (Au – BF 4)2] кристаллографически было обнаружено, что он содержит два мостика Au – F – B.

Несмотря на низкую реакционную способность тетрафторборат-аниона в целом, BF. 4служит источником фтора для доставки эквивалента фторида в высокоэффективную среду. электрофильные карбокатионные соединения для образования углеродно-фторных связей. Реакция Бальца-Шимана для синтеза Самым известным примером такой реакции является синтез арилфторидов. Сообщалось, что эфирные и галогенпиридиновые аддукты HBF 4 являются эффективными реагентами для гидрофторирования алкинов.

Фторобораты переходных и тяжелых металлов получают таким же образом, как и другие соли фторборатов; соответствующие соли металлов добавляют к прореагировавшей борной и плавиковой кислотам. Фторбораты олова, свинца, меди и никеля получают путем электролиза этих металлов в растворе, содержащем HBF 4.

Фторборат калия получают обработкой карбоната калия борной кислотой и плавиковой кислотой.

B (OH) 3 + 4 HF → HBF 4 + 3 H 2O

2 HBF 4 + K 2CO3→ 2 KBF 4 + H 2CO3

Фторбораты щелочных металлов и ионы аммония кристаллизуются в виде водорастворимых гидратов за исключением калия, рубидий и цезий.

Фторборат часто используется для выделения высокоэлектрофильных катионов. Некоторые примеры включают:

• сольватированный протон (H (сольв.), фторборная кислота ), включая H · (H 2O)n("гидроксоний дюймов), H · (Et 2O)n
• Соединения диазония (ArN. 2).
• реагенты Меервейна, такие как OEt. 3, самые сильные коммерческие алкилирующие агенты.
• NO одноэлектронный окислитель и нитрозилирование реагент.
• NO2, реагент нитрования.
• Ферроцений, Fe (C. 5H. 5). 2и другие катионные металлоцены.
• Selectfluor, фторирующий агент, и другие источники электрофильного фтора N – F.
• Виды бромония и иодония, включая py 2 X (X = Br; X = I: реагент Барлуенги ) и Ar 2 I (соли диарилиодония )
• Тетрафторборат серебра и тетрафторборат таллия являются удобными агентами, выделяющими галогениды (хотя соль таллия очень токсична). Большинство других переходных металлов тетрафторбораты существуют только в виде сольватов воды, спиртов, простых эфиров или нитрилов.
• Нитрильные комплексы переходных металлов, например [Cu (NCMe) 4 ] BF 4

Электрохимический цикл с участием тетрафторбората двухвалентного железа используется для замены термической плавки руды сульфида свинца компанией Doe Run Company.

имидазолием и соли формамидиния, ионные жидкости и предшественники стабильных карбенов часто выделяют в виде тетрафторборатов.

• Некоординирующий анион
• Фтороборная кислота

1. ^Виллем Л. Дриссен, Ян Ридейк (1992). «Твердые сольваты: использование слабых лигандов в координационной химии». Неорганические синтезы. Неорганические синтезы. 29 . С. 111–118. doi : 10.1002 / 9780470132609.cdiv class="ht"7. ISBN 978-0-470-13260-9.
2. ^Абади, Марк-Антуан; Тривелли, Ксавьер; Медина, Флориан; Капет, Фредерик; Руссель, Паскаль; Агбосу-Нидеркорн, Франсин; Мишон, Кристоф (2014-08-01). «Асимметричное внутримолекулярное гидроаминирование алкенов в мягких и влажных условиях - структура и реакционная способность катионных биядерных золотых (I) катализаторов». ChemCatChem. 6 (8): 2235–2239. DOI : 10.1002 / cctc.201402350. ISSN 1867-3899.
3. ^Cresswell, Alexander J.; Дэвис, Стивен Дж.; Робертс, Пол М.; Томсон, Джеймс Э. (28 января 2015 г.). «Помимо реакции Бальца-Шимана: использование тетрафторборатов и трифторида бора в качестве источников нуклеофильного фторида». Химические обзоры. 115 (2): 566–611. doi : 10.1021 / cr5001805. ISSN 0009-2665. PMID 25084541.
4. ^Гуо, Руи; Ци, Сяотянь; Сян, Хенгье; Geaneotes, Пол; Ван, Руйхань; Лю, Пэн; Ван, И-Мин (02.06.2020). «Стереодивергентное гидрофторирование алкинов с использованием протонных тетрафторборатов в качестве настраиваемых реагентов». Angewandte Chemie International Edition. н / д (н / д). doi : 10.1002 / anie.202006278. ISSN 1521-3773.
5. ^Möller, H.; Лутц, Х. Д. (2010). «Кристаллическая структура тетрафторбората таллия, TlBF4». Zeitschrift für Kristallographie - Кристаллические материалы. 201 (3–4): 285–286. doi : 10.1524 / zkri.1992.201.3-4.285. ISSN 2196-7105.