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Dodecaborato

El anión dodecaborato(12) , [B 12 H 12 ] 2− , es un anión clúster de hidruro de boro . Forma una variedad de sales incoloras con cationes de metales alcalinos y amonio cuaternar...

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El anión dodecaborato(12) , [B 12 H 12 ] 2− , es un anión clúster de hidruro de boro . Forma una variedad de sales incoloras con cationes de metales alcalinos y amonio cuaternario. El clúster tiene una estructura icosaédrica distintiva con 12 átomos de boro en los vértices, cada átomo de boro está unido a un átomo de hidrógeno. Su simetría se clasifica dentro del grupo puntual molecular I h .

Síntesis y reacciones

La existencia del anión dodecaborato(12), [B 12 H 12 ] 2− , fue predicha por HC Longuet-Higgins y M. de V. Roberts en 1955. [ 1 ] Hawthorne y Pitochelli lo sintetizaron por primera vez 5 años después, mediante la reacción de 2-iododecaborano con trietilamina en solución de benceno a 80  °C. [ 2 ] Se prepara de manera más conveniente en dos pasos a partir de borohidruro de sodio . Primero, el borohidruro se convierte en un anión triborato utilizando el eterato de trifluoruro de boro :

5 NaBH 4 + BF 3 → 2 NaB 3 H 8 + 3 NaF + 2 H 2

La pirólisis del triborato produce el clúster de doce boros como sal de sodio. [ 3 ] Se han publicado diversos métodos sintéticos adicionales.

Las sales del ion dodecaborato son estables al aire y no reaccionan con hidróxido de sodio acuoso caliente ni con ácido clorhídrico. El anión puede oxidarse electroquímicamente a [B 24 H 23 ] 3− . [ 4 ]

Derivados sustituidos

Sales de B12 H 2− 12 sufrenhidroxilacióncon peróxido de hidrógeno para dar sales de [B12(OH)12]2−. [ 5 ] Los átomos de hidrógeno en el ion [B12H12]2−pueden ser reemplazados por halógenos con varios grados de sustitución. El siguiente esquema de numeración se utiliza para identificar los productos. El primer átomo de boro se numera 1, luego el anillo más cercano de cinco átomos a su alrededor se numera en sentido antihorario del 2 al 6. El siguiente anillo de átomos de boro comienza desde 7 para los átomos más cercanos a los números 2 y 3, y cuenta en sentido antihorario hasta 11. El átomo opuesto al original se numera 12. Un derivado relacionado es [B12(CH3)12]2−. El icosaedro de átomos de boro esaromática.

Bajo una presión de kilobares de monóxido de carbono, [B 12 H 12 ] 2− reacciona para formar los derivados carbonílicos [B 12 H 11 CO] − y los isómeros 1,12 y 1,7 de B 12 H 10 (CO) 2 . La disustitución para en 1,12 es inusual. En agua, los dicarbonilos parecen formar iones carboxílicos: [B 12 H 10 (CO)CO 2 H] − y [B 12 H 10 (CO 2 H) 2 ] 2− .

También se conoce un derivado de perfluoroborano (con los átomos de hidrógeno reemplazados por átomos de flúor). [ 6 ]

Aplicaciones propuestas

Se han evaluado compuestos basados ​​en el ion [B 12 H 12 ] 2− para la extracción por solventes de los iones radiactivos 152 Eu 3+ y 241 Am 3+ . [ 7 ]

[B 12 H 12 ] 2− , [B 12 (OH) 12 ] 2− y [B 12 (OMe) 12 ] 2− se investigaron para su uso en la administración de fármacos . [ 8 ]

Se ha propuesto el uso de sales de [B 12 H 12 ] 2− en la terapia de captura de neutrones de boro . El closo -dodecaborato aumenta la especificidad del tratamiento de irradiación de neutrones. La irradiación de boro-10 con neutrones produce la emisión de una partícula alfa cerca del tumor. [ 9 ]

Referencias

  1. ↑ Longuet-Higgins, Hugh Christopher; Roberts, M. de V. (junio de 1955). "La estructura electrónica de un icosaedro de átomos de boro". Actas de la Royal Society de Londres . Serie A. Ciencias Matemáticas y Físicas. 230 (1180): 110–119 . Bibcode : 1955RSPSA.230..110L . doi : 10.1098/rspa.1955.0115 . S2CID 98533477 . 
  2. ↑ Pitochelli, Anthony R.; Hawthorne, Frederick M. (junio de 1960). "El aislamiento del icosaedro B12 H 2− 12 Ion".Journal of the American Chemical Society.82(12):3228–3229.doi:10.1021/ja01497a069.
  3. ↑ Miller, HC; Muetterties, EL; Boone, JL; Garrett, P.; Hawthorne, MF (2007). "Aniones de borano". Síntesis inorgánica . págs. 81–91 . doi : 10.1002/9780470132418.ch16 . ISBN  978-0-470-13241-8.
  4. ↑ Sivaev, Igor B.; Bregadze, Vladimir I.; Sjöberg, Stefan (2002). "Química del anión closo -dodecaborato [B 12 H 12 ] 2− : Una revisión". Colección de comunicaciones químicas checoslovacas . 67 (6): 679– 727. doi : 10.1135/cccc20020679 .
  5. ↑ Clayton, Joshua R.; King, Benjamin T.; Zharov, Ilya; Fete, Matthew G.; Volkis, Victoria; Douvris, Christos; et al. (2010). «Compuestos de clúster de boro». En Rauchfuss, Thomas B. (ed.). Síntesis inorgánicas . Vol. 35. pp. 56–66 . doi : 10.1002/9780470651568.ch2 . ISBN    9780471682554.
  6. ↑ Shackelford, Scott A.; Belletire, John L.; Boatz, Jerry A.; Schneider, Stefan; Wheaton, Amanda K.; Wight, Brett A.; et al. (18 de junio de 2010). "Sales de perfluoroborano, borano y carborano closo-icosaédricas dicatiónicas de heterociclio con puente mediante síntesis acuosa al aire libre en laboratorio" . Organic Letters . 12 (12): 2714– 2717. doi : 10.1021/ol100752y . ISSN 1523-7060 . PMID 20499850 .   
  7. ↑ Bernard, R.; Cornu, D.; Grüner, B.; Dozol, J.-F.; Miele, P.; Bonnetot, B. (septiembre de 2002). "Síntesis de extractantes basados ​​en [B 12 H 12 ] 2– y su aplicación para el tratamiento de residuos nucleares". Journal of Organometallic Chemistry . 657 ( 1– 2): 83– 90. doi : 10.1016/S0022-328X(02)01540-1 .
  8. ↑ Axtell, JC (2018). "Síntesis y aplicaciones de clústeres de boro perfuncionalizados" . Química inorgánica . 57 (5): 2333– 2350. doi : 10.1021/acs.inorgchem.7b02912 . PMC 5985200. PMID 29465227 .  
  9. ↑ Tachikawa, Shoji; Miyoshi, Tatsuro; Koganei, Hayato; El-Zaria, Mohamed E.; Vinas, Clara; Suzuki, Minoru; et al. (2014). " Liposomas encapsulados en closo -dodecaborato de espermidinio como vehículos eficientes de administración de boro para la terapia de captura de neutrones" . Chemical Communications . 50 (82): 12325– 12328. doi : 10.1039/c4cc04344h . PMID 25182569 .