Tetrafluoroboritany
4
Tetrafluorboritany jsou soli obsahující tetrafluorboritanový anion BF −
4 , který má shodnou elektronovou konfiguraci s tetrafluorberylnatanovým aniontem (BeF 2−
4 ), tetrafluormethanem (CF4) a tetrafluoramoniovým kationtem (NF +
4 ) a konfiguraci samotné valenční vrstvy má shodnou rovněž s řadou dalších iontů, jako je chloristanový anion (ClO -
4 ), který má v laboratořích i podobné použití. Tetrafluorboritany se připravují reakcemi fluoridů s fluoridem boritým (BF3), který je Lewisovou kyselinou, neutralizací kyseliny tetrafluorborité nebo reakcí kyseliny borité s kyselinou fluorovodíkovou.
Využití
Častější využívání BF −
4 vedlo k menšímu využívání ClO -
4 v laboratořích jako slabě koordinujícího aniontu. S organickými sloučeninami, obzvláště aminy, tvoří ClO -
4 výbušné produkty. K nevýhodám BF −
4 patří mírný sklon k hydrolýze a rozklad za uvolnění fluoridových iontů, zatímco ClO -
4 se tyto potíže neobjevují; díky bezpečnosti se však tetrafluorboritany používají častěji než chloristany. S molární hmotností´přibližně 86,8 g/mol je tetrafluorboritanový anion nejlehčím slabě koordinujícím aniontem, díky čemuž je často upřednostňován při přípravě kationtových reaktantů nebo katalyzátorů pro syntetické účely.
Ion BF −
4 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. 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 BF −
4 má i hexafluorofosforečnanový (PF −
6 ) a hexafluorantimoničnanový (SbF −
6 ) anion, které jsou stabilnější vůči hydrolýze a jiným reakcím a jejich soli jsou lipofilnější.
Příkladem tetrafluorboritanu může být [Ni(CH3CH2OH)6](BF4)2, kineticky nestabilní oktaedrický komplex, používaný jako zdroj nikelnatých kationtů (Ni2+).[1]
Vysoce reaktivní kationty odvozené od Ti, Zr, Hf a Si odštěpují fluoridové anionty z BF −
4 , který pak není nekoordinujícím aniontem, a je tak třeba použít například SbF −
6 , 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.[2]
I přes nízkou reaktivitu se tetrafluorboritanové anionty používají jako zdroj fluoridových iontů pro silně elektrofilní kationty za účelem tvorby vazeb uhlík-fluor. Nejlepší známou takovou reakcí je Balzova–Schiemannova reakce.[3]
Tetrafluorboritany těžkých a přechodných kovů se připravují podobně jako ostatní tetrafluorboritany, 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
Tetrafluorboritan 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
Tetrafluorboritany iontů alkalických kovů (kromě draslíku, rubidia a cesia) a amonného kationtu krystalizují jako rozpustné hydráty.
Tetrafluorboritany se často používají k izolaci silně elektrofilních kationtů, jako jsou:
- Diazoniové soli (ArN +
2 ) - Meerweinovy soli, například O(C2H5) +
3 , nejsilnější volně dostupná alkylační činidla - Tetrafluorboritan nitrosonia (NO+) - oxidační a nitrosylační činidlo
- Tetrafluorboritan nitronia (NO +
2 ) - nitrační činidlo - Ferrocenium, Fe(C5H5) +
2 - Soli bromonia a jodonia, například py2X+ (X = Br nebo I: Barluengovo činidlo) a Ar2I+ (soli diaryljodonia)
- Tetrafluorboritan stříbrný a thallný se používají k dehalogenacím.[4]
Tetrafluorboritany většiny ostatních přechodných kovů jsou známy pouze ve vodných, alkoholových, etherových nebo nitrilových roztocích.
- Komplexy přechodných kovů s nitrily, například [Cu(NCMe)4]BF4
Imidazoliniové a formamidiniové soli, iontové kapaliny používané na přípravu stabilních karbenů, se obvykle izolují jako tetrafluorboritany.
Odkazy
Související články
Externí odkazy
Obrázky, zvuky či videa k tématu Tetrafluorboritany na Wikimedia Commons
Reference
V tomto článku byl použit překlad textu z článku Tetrafluoroborate na anglické Wikipedii.
- ↑ Willem L. Driessen; Jan Reedijk. Solid Solvates: The Use of Weak Ligands in Coordination Chemistry. Inorganic Syntheses. 1992, s. 111–118. ISBN 978-0-470-13260-9. DOI 10.1002/9780470132609.ch27.
- ↑ Marc-Antoine Abadie; Xavier Trivelli; Florian Medina; Frédéric Capet; Pascal Roussel; Francine Agbossou-Niedercorn; Christophe Michon. Asymmetric Intramolecular Hydroamination of Alkenes in Mild and Wet Conditions—Structure and Reactivity of Cationic Binuclear Gold(I) Catalysts. ChemCatChem. 2014-08-01, s. 2235–2239. ISSN 1867-3899. DOI 10.1002/cctc.201402350.
- ↑ Alexander J. Cresswell; Stephen G. Davies; Paul M. Roberts; James E. Thomson. Beyond the Balz–Schiemann Reaction: The Utility of Tetrafluoroborates and Boron Trifluoride as Nucleophilic Fluoride Sources. Chemical Reviews. 2015-01-28, s. 566–611. ISSN 0009-2665. DOI 10.1021/cr5001805. PMID 25084541.
- ↑ H. Möller; H. D. Lutz. Crystal structure of thallium tetrafluoroborate, TlBF4. Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials. 2010, s. 285–286. ISSN 2196-7105. DOI 10.1524/zkri.1992.201.3-4.285.