Tetrafluoroborato

Archiu:Tetrafluoroborate-ion-3D-balls.png

L'estructura del anión tetrafluoroborato,

B F_{4}^{-}

El tetrafluoroborato és el anión $B F_{4}^{-}$ . Esta espècie tetraèdrica és isoelectrónica en el tetrafluoroberilato ( $B e F_{4}^{2 -}$ ), el tetrafluorometano ( $C F_{4}$ ) i el tetrafluoroamonio ( $N F_{4}^{+}$ ) i és isoelectrónico en valència en moltes espècies estables i importants, inclós el anión perclorato, $C l O_{4}^{-}$ , que s'utilisa de forma similar en el laboratori. Sorgix per la reacció de sals de fluorur en el àcit de Lewis trifluoruro de bor ( $B F_{3}$ ), el tractament de l'àcit tetrafluorobórico en una base, o pel tractament del àcit bórico en àcit fluorhídric.

Com anión en química inorgànica i orgànica

La popularisació de el $B F_{4}^{-}$ ha fet que disminuïxca l'us de $C l O_{4}^{-}$ en el laboratori com anión de coordinació dèbil. En composts orgànics, especialment derivats de amina, el $C l O_{4}^{-}$ forma derivats potencialment explosius. Entre les desventages de el $B F_{4}^{-}$ es troba que és llaugerament sensible a la hidrólisis i a la descomposició per pèrdua del lligant fluorur, mentres que el $C l O_{4}^{-}$ no sofrix estos problemes. No obstant, les consideracions de seguritat eclipsen este inconvenient. En un pes de fòrmula de 86,8, el $B F_{4}^{-}$ és també convenientment el anión de coordinació dèbil més menut des del punt de vista del pes equivalent, lo que a sovint ho convertix en el anión d'elecció per a preparar reactius catiónicos o catalisadors per al seu us en síntesis, en absència d'atres diferències substancials en factors químics o físics.

El anión $B F_{4}^{-}$ és menys nucleófilo i bàsic (i, per tant, de coordinació més dèbil) que els nitrat, els halurs o inclús els triflatos. Aixina, quan s'utilisen sals de $B F_{4}^{-}$ , normalment es pot supondre que el catión és l'agent reactiu i que este anión tetraèdric és inerte. $B F_{4}^{-}$ deu la seua inèrcia a dos factors: (i) és simètric, de modo que la càrrega negativa es distribuïx per igual entre quatre àtoms, i (ii) està compost per àtoms de flúor altament electronegativos, que disminuïxen la basicidad del anión. Ademés de la naturalea débilmente coordinante del anión, les sals de $B F_{4}^{-}$ solen ser més solubles en dissolvents orgànics (lipofílicas) que les sals de nitrat o halur relacionades. Relacionats en el $B F_{4}^{-}$ estan el hexafluorofosfato, $P F_{6}^{-}$ , i el hexafluoroantimonato, $S b F_{6}^{-}$ , abdós encara més estables front a la hidrólisis i atres reaccions químiques i que les seues sales tendixen a ser més lipofílicas.

Un eixemple de sal de fluoroborato és $[N i (C H_{3} C H_{2} O H)_{6}] (B F_{4})_{2}$ , un complex octaèdric cinéticamente lábil que s'utilisa com a font de $N i^{2 +}$ .^[1]

Els cationes extremadament reactius, com els derivats de el $T i$ , $Z r$ , $H f$ i $S i$ , de fet abstrauen fluorur de el $B F_{4}^{-}$ , per lo que en estos casos el $B F_{4}^{-}$ no és un anión "inocent" i deuen amprar-se aniones menys coordinantes (per eixemple, $S b F_{6}^{-}$ , $B A R F^{-}$ o $[A l ((C F_{3})_{3} C O)_{4}]^{-}$ ). Ademés, en atres casos de complexos ostensiblement "catiónicos", l'àtom de flúor actua de fet com lligant pont entre el bor i el centre catiónico. Per eixemple, es va descobrir cristalográficamente que el complex d'or [μ-(DTBM-SEGPHOS)(Au-BF4)2] conté dos ponts Au-F-B.^[2]

A pesar de la baixa reactivitat del anión tetrafluoroborato en general, el $B F_{4}^{-}$ servix com a font de flúor per a entregar un equivalent de flúor a espècies carbocatiónicas altament electrófilas per a generar enllaços carbono-flúor. La reacció de Balz-Schiemann per a la síntesis de fluorur de arilo és l'eixemple més conegut d'este tipo de reacció.^[3] S'ha informat de que els aductos d'éter i halopiridina de el $H B F_{4}$ són reactius eficaços per a la hidrofluoración d'alquinos.^[4]

Els fluoroboratos de metals pesats i de transició es produïxen de la mateixa manera que atres sals de fluoroborato; les respectives sals metàliques s'afigen als àcit bórico i fluorhídric reaccionats. Els fluoroboratos d'estany, plom, coure i níquel es preparen per mig de electrólisis d'estos metals en una solució que conté $H B F_{4}$ .

Eixemples de sals

El fluoroborato de potassi s'obté tractant el carbonat de potassi en àcit bórico i àcit fluorhídric.

$B (O H)_{3} + 4 H F$ → $H B F_{4} + 3 H_{2} O$

$2 H B F_{4} + K_{2} C O_{3}$ → $2 K B F_{4} + H_{2} C O_{3}$

Els fluoroboratos de metals alcalinos i els ions d'amoni cristalizan com hidrats solubles en aigua, a excepció del potassi, el rubidi i el cesi.

El fluoroborato s'utilisa a sovint per a aïllar cationes altament electrófilos. Alguns eixemples són:

Protón solvatado ( $H^{+}$ (solv.), àcit fluorobórico), incloent $H^{+} - (H_{2} O) n$ ("hidronio"), $H^{+} - (E t_{2} O) n$
Composts de diazonio $(A r N_{2}^{+})$ .
Els reactius de Meerwein, com el $O E t_{3}^{+}$ , els agents alquilantes comercials més potents.
$N O^{+}$ , agent oxidant d'un electró i reactiu de nitrosilación.
$N O_{2}^{+}$ , un reactiu de nitración.
Ferrocenio, $F e (C_{5} H_{5})_{2}^{+}$ i atres metalocenos catiónicos.
Selectfluor, un agent de fluoració, i atres fonts de flúor $N - F$ electrofílicas.

Espècies de bromonio i yodonio, incloent py2X+ (X = Br; X = I: reactiu de Barluenga) i Ar2I+ (sales de diariliodonio).
El tetrafluoroborato d'argent i el tetrafluoroborato de talio^[5] són convenients agents abstractores d'halurs (encara que la sal de talio és molt tòxica). La majoria dels demés tetrafluoroboratos de metals de transició només existixen com solvatos d'aigua, alcohols, éter o nitril.
Complexos de nitril de metals de transició, per eixemple $[C u (N C M e)_{4}] B F_{4}$ .
L'empresa Doe Run utilisa un cicle electroquímic en tetrafluoroborato fèrric per a substituir la fundició tèrmica de minerals de sulfur de plom.
Les sals d'imidazol i formamidinio, líquits iònics i precursors de carbenos estables, solen aïllar-se com tetrafluoroboratos.

Referències

↑ Willem L. Driessen, Jan Reedijk (1992). «Solid Solvates: The Use of Weak Ligands in Coordination Chemistry», Inorganic Syntheses (vol. 29), pp. 111–118. doi:10.1002/9780470132609.ch27. ISBN 978-0-470-13260-9.
↑ “Asymmetric Intramolecular Hydroamination of Alkenes in Mild and Wet Conditions—Structure and Reactivity of Cationic Binuclear Gold(I) Catalysts” (en) (1 de agost 2014). ChemCatChem 6 (8): 2235–2239. doi:10.1002/cctc.201402350. ISSN 1867-3899.
↑ “Beyond the Balz–Schiemann Reaction: The Utility of Tetrafluoroborates and Boron Trifluoride as Nucleophilic Fluoride Sources” (en) . Chemical Reviews 115 (2): 566–611. doi:10.1021/cr5001805. ISSN 0009-2665. PMID 25084541.
↑ “Stereodivergent Alkyne Hydrofluorination Using Protic Tetrafluoroborates as Tunable Reagents” (en) . Angewandte Chemie International Edition 59 (38): 16651–16660. doi:10.1002/anie.202006278. ISSN 1521-3773. PMID 32485005.
↑ “Crystal structure of thallium tetrafluoroborate, TlBF4” . Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials 201 (3–4): 285–286. doi:10.1524/zkri.1992.201.3-4.285. ISSN 2196-7105.

Este artícul conté una traducció derivada de «Tetrafluoroborato» de Wikipedia en castellà publicada baix la Llicència de documentació lliure de GNU i la Llicència Creative Commons Reconeiximent-CompartirIgual 4.0 Internacional.

[1] Willem L. Driessen, Jan Reedijk (1992). «Solid Solvates: The Use of Weak Ligands in Coordination Chemistry», Inorganic Syntheses (vol. 29), pp. 111–118. doi:10.1002/9780470132609.ch27. ISBN 978-0-470-13260-9.

[2] “Asymmetric Intramolecular Hydroamination of Alkenes in Mild and Wet Conditions—Structure and Reactivity of Cationic Binuclear Gold(I) Catalysts” (en) (1 de agost 2014). ChemCatChem 6 (8): 2235–2239. doi:10.1002/cctc.201402350. ISSN 1867-3899.

[3] “Beyond the Balz–Schiemann Reaction: The Utility of Tetrafluoroborates and Boron Trifluoride as Nucleophilic Fluoride Sources” (en) . Chemical Reviews 115 (2): 566–611. doi:10.1021/cr5001805. ISSN 0009-2665. PMID 25084541.

[4] “Stereodivergent Alkyne Hydrofluorination Using Protic Tetrafluoroborates as Tunable Reagents” (en) . Angewandte Chemie International Edition 59 (38): 16651–16660. doi:10.1002/anie.202006278. ISSN 1521-3773. PMID 32485005.

[5] “Crystal structure of thallium tetrafluoroborate, TlBF4” . Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials 201 (3–4): 285–286. doi:10.1524/zkri.1992.201.3-4.285. ISSN 2196-7105.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]