Тетрафторборат - это анион BF.−
4. Эта тетраэдрическая разновидность изоэлектронна тетрафторбериллату ( BeF2−
4), тетрафторметан (CF 4 ) и тетрафтораммоний ( NF+
4) и является валентно изоэлектронным со многими стабильными и важными частицами, включая перхлорат- анион ClO .−
4, который аналогичным образом используется в лаборатории. Он возникает при реакции фторидных солей с кислотой Льюиса BF 3 , обработке тетрафторборной кислоты основанием или обработке борной кислоты плавиковой кислотой .
Популяризация БФ−
4привело к уменьшению использования ClO−
4в лаборатории как слабокоординирующий анион. С органическими соединениями, особенно производными аминов, ClO−
4образует потенциально взрывоопасные производные. Недостатки БФ−
4включают его небольшую чувствительность к гидролизу и разложению за счет потери фторидного лиганда, тогда как ClO−
4не страдает от этих проблем. Однако соображения безопасности затмевают это неудобство. При формульном весе 86,8 BF–
4Также удобно, что это наименьший слабокоординирующий анион с точки зрения эквивалентной массы, что часто делает его анионом выбора для приготовления катионных реагентов или катализаторов для использования в синтезе при отсутствии других существенных различий в химических или физических факторах.
БФ _−
4анион менее нуклеофильен и основен (и, следовательно, более слабо координирует), чем нитраты, галогениды или даже трифлаты . Таким образом, при использовании солей БФ−
4, обычно предполагается, что катион является реакционноспособным агентом, а этот тетраэдрический анион инертен. лучший друг−
4своей инертностью обязан двум факторам: (i) он симметричен, так что отрицательный заряд равномерно распределен по четырем атомам, и (ii) он состоит из сильно электроотрицательных атомов фтора, которые уменьшают основность аниона. Помимо слабокоординирующей природы аниона, BF−
4соли часто более растворимы в органических растворителях (липофильных), чем родственные нитратные или галогенидные соли. Относится к БФ−
4гексафторфосфат , PF _−
6и гексафторантимонат SbF−
6, оба из которых еще более стабильны к гидролизу и другим химическим реакциям и чьи соли имеют тенденцию быть более липофильными.
Чрезвычайно реакционноспособные катионы, например, полученные из Ti, Zr, Hf и Si, фактически отрывают фторид от BF.−
4, поэтому в таких случаях БФ−
4не является «безобидным» анионом, и необходимо использовать слабокоординирующие анионы (например, SbF 6 – , BARF – или [Al((CF 3 ) 3 CO) 4 ] – ). Более того, в других случаях якобы «катионных» комплексов атом фтора на самом деле действует как мостиковый лиганд между бором и катионным центром. Так, в комплексе золота [μ-(DTBM- SEGPHOS )(Au-BF 4 ) 2 ] кристаллографически обнаружено два мостика Au-F-B. [1]
Фторбораты переходных и тяжелых металлов производятся так же, как и другие соли фторборатов; соответствующие соли металлов добавляют к прореагировавшим борной и плавиковой кислотам. Фторбораты олова , свинца , меди и никеля получают электролизом этих металлов в растворе, содержащем HBF 4 .
Несмотря на низкую реакционную способность тетрафторборат-аниона в целом, BF−
4служит источником фтора для доставки эквивалента фторида. [2] Реакция Бальца -Шимана для синтеза арилфторидов является наиболее известным примером такой реакции. [3] Сообщалось, что эфирные и галопиридиновые аддукты HBF 4 являются эффективными реагентами для гидрофторирования алкинов. [4]
Фторборат калия получают обработкой карбоната калия борной и плавиковой кислотой.
Фторбораты щелочных металлов и ионы аммония кристаллизуются в виде водорастворимых гидратов , за исключением калия , рубидия и цезия .
Фтороборат часто используется для выделения высокоэлектрофильных катионов. Вот некоторые примеры:
Электрохимический цикл с участием тетрафторбората железа/железа используется для замены термической плавки сульфидных свинцовых руд компанией Doe Run .
Соли имидазолия и формамидиния , ионные жидкости и предшественники стабильных карбенов , часто выделяют в виде тетрафторборатов.