Tetrafluoroboritany

chemické sloučeniny s aniontem BF4
(přesměrováno z Tetrafluorboritany)

Tetrafluoroboritany jsou soli obsahující tetrafluoroboritanový 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. Tetrafluoroboritany se připravují reakcemi fluoridůfluoridem boritým (BF3), který je Lewisovou kyselinou, neutralizací kyseliny tetrafluoroborité nebo reakcí kyseliny boritékyselinou fluorovodíkovou.

Strukturní vzorec tetrafluoroboritanového aniontu, BF 
4
 

VyužitíEditovat

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 tetrafluoroboritany používají častěji než chloristany. S molární hmotností´přibližně 86,8 g/mol je tetrafluoroboritanový 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 tetrafluoroboritanu 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 tetrafluoroboritanové 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]

Tetrafluoroboritany těžkých a přechodných kovů se připravují podobně jako ostatní tetrafluoroboritany, roztoky příslušných solí se smíchají s roztoky kyseliny borité a fluorovodíkové. Fluorboritany cínu, olova, mědi a niklu se získávají elektrolýzou kovů v roztoku HBF4.

PříkladyEditovat

Tetrafluoroboritan 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

Tetrafluoroboritany iontů alkalických kovů (kromě draslíku, rubidia a cesia) a amonného kationtu krystalizují jako rozpustné hydráty.

Tetrafluoroboritany se často používají k izolaci silně elektrofilních kationtů, jako jsou:

Tetrafluoroboritany většiny ostatních přechodných kovů jsou známy pouze ve vodných, alkoholových, etherových nebo nitrilových roztocích.

Imidazoliniové a formamidiniové soli, iontové kapaliny používané na přípravu stabilních karbenů, se obvykle izolují jako tetrafluoroboritany.

OdkazyEditovat

Související článkyEditovat

Externí odkazyEditovat

ReferenceEditovat

V tomto článku byl použit překlad textu z článku Tetrafluoroborate na anglické Wikipedii.

  1. 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. 
  2. 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. 
  3. 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. 
  4. 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.