Borohidreto - Borohydride
Borohidreto refere-se ao ânion B H-
4e seus sais. Borohidreto também é o termo usado para compostos contendo BH
4− nX-
n, por exemplo cianoboro-hidreto ( B (CN) H-
3) E trietilboro-hidreto de (B (C 2 H 5 ) 3 H - ). Os borohidretos são amplamente utilizados como agentes redutores na síntese orgânica . Os boro-hidretos mais importantes são o boro-hidreto de lítio e o boro-hidreto de sódio , mas outros sais são bem conhecidos (ver Tabela). Os tetrahidroboratos também são de interesse acadêmico e industrial na química inorgânica.
História
Os borohidretos de metais alcalinos foram descritos pela primeira vez em 1940 por Hermann Irving Schlesinger e Herbert C. Brown . Eles sintetizaram boro-hidreto de lítio (LiBH 4 ) a partir de diborano (B 2 H 6 ):
- 2 MH + B 2 H 6 → 2 M [BH 4 ] (M = Li, Na, K, etc.)
Os métodos atuais envolvem a redução de trimetilborato com hidreto de sódio.
Estrutura
No ânion borohidreto e na maioria de suas modificações, o boro tem uma estrutura tetraédrica . A reatividade das ligações B − H depende dos outros ligantes. Os grupos etil liberadores de elétrons, como no trietilboro-hidreto, tornam o centro B-H altamente nucleofílico. Em contraste, o cianoborohidreto é um redutor mais fraco devido ao substituinte ciano que retira elétrons. O contraponto também influencia o poder redutor do reagente.
| Hidreto [CAS no.] |
Mol. em peso (g / mol) |
Densidade de hidrogênio | Densidade (g / cm 3 ) |
pf (° C) |
Solubilidade em água (g / 100 mL a 25 ° C) |
Solubilidade em MeOH (g / 100 mL, 25 ° C) |
Solubilidade em Et 2 O (g / 100 mL, 25 ° C) |
Solubilidade em THF (g / 100 mL a 25 ° C) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
|
LiBH 4 [16949-15-8] |
21,78 | 18,5 | 0,66 | 280 | 20,9 | decomp. (44 em EtOH ) | 4,3 | 22,5 |
|
NaBH 4 [16940-66-2] |
37,83 | 10,6 | 1.07 | 505 | 55 | 16,4 (a 20 ° C) | insol. | 0,1 (a 20 ° C) |
|
NaBH 3 CN [25895-60-7] |
62,84 | 6,4 | 1,20 | 240 com decomp. | tolerado | 217 | insol. | 36 |
| KBH 4 [13762-51-1] |
53,94 | 7,4 | 1,17 | 585 (sob H 2 ) | 19 | insol. | insol. | insol. |
|
LiBHEt 3 [22560-16-3] |
105,94 | 0,95 | desconhecido | desconhecido | decomp. | decomp. | N / D | alto (fornecido comercialmente) |
Usos
O borohidreto de sódio é o borohidreto produzido em maior escala industrialmente, estimado em 5.000 toneladas / ano em 2002. O principal uso é para a redução do dióxido de enxofre para dar ditionito de sódio :
- NaBH 4 + 8 NaOH + 8 SO 2 → 4 Na 2 S 2 O 4 + NaBO 2 + 6 H 2 O
A ditionita é usada para branquear a polpa de madeira. O borohidreto de sódio também é usado para reduzir aldeídos e cetonas na produção de produtos farmacêuticos, incluindo cloranfenicol , tiofenicol , vitamina A , atropina e escopolamina , bem como muitos aromas e sabores.
Aplicações potenciais
Devido ao seu alto teor de hidrogênio, os complexos de boro-hidreto e sais têm sido de interesse no contexto de armazenamento de hidrogênio . Uma reminiscência de trabalhos relacionados com amônia borano , os desafios estão associados com cinética lenta e baixos rendimentos de hidrogênio, bem como problemas com a regeneração dos borohidretos originais.
Complexos de coordenação
Em seus complexos de coordenação , o íon boro-hidreto está ligado ao metal por meio de um a três átomos de hidrogênio em ponte. Na maioria desses compostos, o BH-
4ligando é bidentado . Alguns complexos de boro-hidreto homoléptico são voláteis. Um exemplo é o borohidreto de urânio .
Os complexos de borohidreto de metal podem frequentemente ser preparados por uma simples reação de eliminação de sal:
- TiCl 4 + 4 LiBH 4 + Et 2 O (solvente) → Ti (BH 4 ) 4 (Et 2 O) + 4 LiCl
Decomposição
Alguns tetrahidroboratos de metal se transformam ao aquecer para dar boretos de metal . Quando o complexo de borohidreto é volátil, essa via de decomposição é a base da deposição de vapor químico , uma forma de depositar filmes finos de boretos metálicos. Por exemplo, diboretos de zircônio e háfnio , ZrB 2 e HfB 2 , podem ser preparados através de CVD dos tetrahidroboratos Zr (BH 4 ) 4 e Hf (BH 4 ) 4 :
M (BH 4 ) 4 → MB 2 + B 2 H 6 + 5 H 2
Os diboretos metálicos são usados como revestimentos devido à sua dureza, alto ponto de fusão, resistência, resistência ao desgaste e à corrosão e boa condutividade elétrica.