náhled|vpravo|150px|Model tetrahydridoboritanového aniontu, [BH4]−
Tetrahydridoboritany, též nazývané borohydridy, jsou soli tetrahydridoboritanového (borohydridového) aniontu, [BH4]−.
Jako borohydridy či tetrahydroboritany se také označují sloučeniny obsahující ionty [BH4−nXn}]−, kde n je celé číslo od 0 do 3; příkladem jsou kyanoborohydridy (kyanotrihydridoboritany), [BH3(CN)]− a triethylborohydridy (triethylhydridoboritany), [BH(CH2CH3)3]−. Borohydridy se používají v organických syntézách jako redukční činidla. Nejvýznamnějšími sloučeninami z této skupiny jsou tetrahydridoboritan lithný a tetrahydridoboritan sodný. Tetrahydridoboritany mají také využití v průmyslové anorganické chemii.
Historie Borohydridy alkalických kovů byly poprvé popsány v roce 1940, kdy Hermann Irving Schlesinger a Herbert C. Brown připravili borohydrid lithný (LiBH4) z diboranu (B2H6):
2 MH + B2H6 → 2 M[BH4] (M = například Li, Na, K, Rb, Cs)
V současnosti se borohydridy připravují reakcemi diboranu nebo trimethylboritanu s hydridy kovů ve vhodném rozpouštědle.
Struktura Borohydridový anion a většina jeho derivátů obsahují atom boru v tetraedrickém uspořádání. Reaktivita vazeb B−H závisí na přítomných ligandech. Ethylové skupiny, které dodávají elektrony, například u triethylborohydridu, dodávají B−H centrům vysokou nukleofilitu. Skupiny odtahující elektrony, například kyanidové ionty u kyanoborohydridu, jsou elektrofilní a jedná se o slabší redukční činidla.
+Vlastnosti některých borohydridových solíSloučeninačíslo CASmolární hmotnost(g/mol)Vodíková hustotaHustota(g/cm3)teplota tání(°C)rozpustnost ve vodě(g/100 ml při 25 °C)rozpustnost v methanolu(g/100 ml, 25 °C)rozpustnost v diethyletheru(g/100 ml, 25 °C)rozpustnost v tetrahydrofuranu(g/100 ml při 25 °C)borohydrid lithný (LiBH4)[16949-15-8]21,7818,50,6628020,9rozklad (v ethanolu 44)4,322,5borohydrid sodný (NaBH4)[16940-66-2]37,8310,61,075055516,4 (20 °C)nerozpustný0,1 (20 °C)kyanoborohydrid sodný (Na[BH3(CN)])[25895-60-7]62,846,41,20240 (současně se rozkládá)nereaguje217nerozpustný36borohydrid draselný (KBH4)}[13762-51-1]53,947,41,17585 (ve vodíkové atmosféře)19nerozpustnýnerozpustnýnerozpustnýtriethylborohydrid lithný (LiBHEt3)[22560-16-3]105,940,95není známonení známorozkladrozkladnení známovysoká
Použití V největším množství, kolem 5 000 tun ročně, se vyrábí borohydrid sodný. Jeho hlavním využitím je redukce oxidu siřičitého na dithioničitan sodný:
Na[BH4] + 8 NaOH + 8 SO2 → 4 Na2S2O4 + NaBO2 + 6 H2O
Dithioničitan se používá na bělení celulózy.
Borohydridem sodným se také redukují aldehydy a ketony při výrobě některých léčiv, například chloramfenikolu, thiofenikolu, vitaminu A, atropinu a skopolaminu, a řady aromat a ochucovadel.
Možná využití Vzhledem k vysokému obsahu vodíku se borohydridové komplexy a soli zkoumají pro možné využití při skladování vodíku. Největšími překážkami jsou pomalý průběh reakcí, nízké výtěžky vodíku a obtížné obnovování původních borohydridů.
Komplexy náhled|vlevo|200px|Model molekuly Zr[BH4]4
Ve svých komplexech jsou borohydridové ionty na kovy navázány přes jeden až tři můstkové atomy vodíku.
Ve většině případů je [BH4]− bidentátním ligandem.
Některé homoleptické borohydridy, například borohydrid uraničitý, jsou těkavé.
Komplexy borohydridů se často dají připravit podvojnými záměnami:
TiCl4 + 4 Li[BH4] + Et2O (rozpouštědlo) → Ti[BH4]4*Et2O + 4 LiCl
Rozklad Některé tetrahydridoboritany se při zahřívání rozkládají na boridy. U těkavých tetrahydridoboritanů lze tento rozklad použít k chemické depozici z plynné fáze, kde se ukládají tenké vrstvy boridů. Takto se dají vytvářet například vrstvy boridu zirkoniového (ZrB2) z tetrahydridoboritanu zirkoničitého (Zr[BH4]4) a hafniového (HfB2) z tetrahydridoboritanu hafničitého (Hf[BH4]4):
M[BH4]4 → MB2 + B2H6 + 5 H2
Odkazy
Reference
Externí odkazy
Tetrahydridoboritan sodný na organic-chemistry.org
Kategorie:Anionty