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borohidruro

Modelo de esferas y varillas del anión tetrahidroborato, [ BH 4 ] − El borohidruro o tetrahidroborato se refiere al anión [ B H 4 ] − y sus sales. [ 1 ] El término borohidruro o...

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Modelo de esferas y varillas del anión tetrahidroborato, [ BH 4 ] −

El borohidruro o tetrahidroborato se refiere al anión [ B H 4 ] − y sus sales. [ 1 ] El término borohidruro o hidroborato también se utiliza para compuestos que contienen [ BH 4− n X n ] − , donde n es un número entero de 0 a 3, por ejemplo, cianoborohidruro o cianotrihidroborato [ BH 3 (CN)] − y trietilborohidruro o trietilhidroborato [ BH(CH 2 CH 3 ) 3 ] − . Los borohidruros se utilizan ampliamente como agentes reductores en síntesis orgánica . Los borohidruros más importantes son el borohidruro de litio y el borohidruro de sodio , pero se conocen otras sales (véase la tabla). [ 2 ] Los tetrahidroboratos también son de interés académico e industrial en química inorgánica. [ 3 ]

Historia

Los borohidruros de metales alcalinos fueron descritos por primera vez en 1940 por Hermann Irving Schlesinger y Herbert C. Brown . Sintetizaron borohidruro de litio Li [ BH 4 ] a partir de diborano B 2 H 6 : [ 4 ] [ 5 ]

2 MH + B 2 H 6 → 2 M [ BH 4 ] , donde M = Li, Na, K, Rb, Cs, etc.

Los métodos actuales implican la reducción de borato de trimetilo con hidruro de sodio. [ 2 ]

Estructura

En el anión borohidruro y la mayoría de sus modificaciones, el boro presenta una estructura tetraédrica . [ 6 ] La reactividad de los enlaces B−H depende de los demás ligandos. Los grupos etilo dadores de electrones, como en el trietilborohidruro, hacen que el centro B−H sea altamente nucleofílico. Por el contrario, el cianoborohidruro es un reductor más débil debido al sustituyente ciano atractor de electrones. El contraión también influye en el poder reductor del reactivo.

Usos

El borohidruro de sodio es el borohidruro que se produce a mayor escala industrialmente, estimada en 5000 toneladas/año en 2002. Su principal uso es la reducción del dióxido de azufre para obtener ditionito de sodio .

Na [ BH 4 ] + 8 NaOH + 8 SO 2 → 4 Na 2 S 2 O 4 + NaBO 2 + 6 H 2 O

El ditionito se utiliza para blanquear la pulpa de madera. [ 2 ] El borohidruro de sodio también se utiliza para reducir aldehídos y cetonas en la producción de productos farmacéuticos, incluidos el cloranfenicol , el tiofenicol , la vitamina A , la atropina y la escopolamina , así como muchos saborizantes y aromas.

Aplicaciones potenciales

Debido a su alto contenido de hidrógeno, los complejos y sales de borohidruro han sido de interés en el contexto del almacenamiento de hidrógeno . [ 8 ] De manera similar a trabajos relacionados con el amoniaco borano , los desafíos están asociados con la cinética lenta y los bajos rendimientos de hidrógeno, así como con problemas con la regeneración de los borohidruros precursores.

complejos de coordinación

Modelo de esferas y varillas de Zr [ BH 4 ] 4

El borohidruro, al ser una base de Lewis, forma complejos de coordinación . El ligando borohidruro se une al metal mediante uno a tres átomos de hidrógeno puente. [ 9 ] [ 3 ] [ 10 ] Los complejos de borohidruro metálico a menudo se pueden preparar mediante una sencilla reacción de eliminación de sal:

ZrCl 4 + 4 Li [ BH 4 ] + → Zr(BH 4 ) 4 + 4 LiCl

Descomposición

Algunos tetrahidroboratos metálicos se transforman al calentarse para dar boruros metálicos . Cuando el complejo de borohidruro es volátil, esta vía de descomposición es la base de la deposición química en fase vapor (CVD), un método para depositar películas delgadas de boruros metálicos. [ 11 ] Por ejemplo, el diboruro de circonio ZrB 2 y el diboruro de hafnio HfB 2 se pueden preparar mediante CVD del tetrahidroborato de circonio(IV) Zr [ BH 4 ] 4 y el tetrahidroborato de hafnio(IV) Hf [ BH 4 ] 4 : [ 11 ]

METRO [ BH 4 ] 4 → MB 2 + segundo 2 H 6 + 5 H 2

Los diboruros metálicos se utilizan como recubrimientos debido a su dureza, alto punto de fusión, resistencia, resistencia al desgaste y la corrosión, y buena conductividad eléctrica. [ 11 ]

Referencias

  1. ↑ "Tetrahidroborato" . Chemspider.com . Consultado el 26 de febrero de 2013 .
  2. ^ Rittmeyer , P .; Wietelmann, U. "Hidruros". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a13_199 . ISBN 978-3-527-30673-2.
  3. 1 2 Makhaev, VD (2000). "Borohidruro". Russ. Chem. Rev . 69 (9): 727– 746. doi : 10.1070/RC2000v069n09ABEH000580 .
  4. ↑ Schlesinger, HC; Brown, HR (1940). "Borohidruros metaloorgánicos. III. Borohidruro de litio". J. Am. Chem. Soc . 62 (12): 3429– 3435. doi : 10.1021/ja01869a039 .
  5. ↑ Schlesinger, HC; Brown, HR; Hoekstra, LR (1953). "Reacciones del diborano con hidruros de metales alcalinos y sus compuestos de adición. Nuevas síntesis de borohidruros. Borohidruros de sodio y potasio". J. Am. Chem. Soc . 75 : 199–204 . doi : 10.1021/ja01097a053 .
  6. ↑ Greenwood, Norman N.; Earnshaw, Alan (1997). Química de los elementos (2.ª ed.). Butterworth-Heinemann. doi : 10.1016/C2009-0-30414-6 . ISBN  978-0-08-037941-8.
  7. ↑ Hutchins, Robert O.; Hutchins, MaryGail K.; Crawley, Matthew L. (2007). "Cianoborohidruro de sodio". Enciclopedia de reactivos para síntesis orgánica . John Wiley & Sons. doi : 10.1002/047084289X.rs059.pub2 . ISBN 978-0471936237.
  8. ↑ Jaroń, Tomasz; Wegner, Wojciech; Grochala, Wojciech (17 de agosto de 2018). "M[Y(BH4)4] y M2Li[Y(BH4)6−xClx] (M = Rb, Cs): nuevos derivados de borohidruro de itrio y sus propiedades de almacenamiento de hidrógeno". Dalton Transactions . 42 (19): 6886–93 . doi : 10.1039/C3DT33048F . PMID 23503711 . 
  9. ↑ Marks, TJ; Kolb, JR (1977). "Borohidruro". Chem. Rev. 77 : 263. doi : 10.1021/cr60306a004 .
  10. ↑ Besora, M.; Lledós, A. (2008). "Modos de coordinación y dinámica de intercambio de hidruros en complejos de tetrahidroborato de metales de transición". Structure and Bonding . 130 : 149–202 . doi : 10.1007/430_2007_076 . ISBN 978-3-540-78633-7.
  11. 1 2 3 Jensen, JA; Gozum, JE; Pollina, DM; Girolami, GS (1988). "Tetrahidroboratos de titanio, circonio y hafnio como precursores CVD "a medida" para películas delgadas de diboruro metálico". J. Am. Chem. Soc . 110 (5): 1643– 1644. doi : 10.1021/ja00213a058 .
  • Tetrahidroborato de sodio