stringtranslate.com

Трихлорид бора

Трихлорид бора — неорганическое соединение формулы BCl 3 . Этот бесцветный газ является реагентом в органическом синтезе . Он очень реактивен по отношению к воде.

Производство и структура

Бор реагирует с галогенами с образованием соответствующих тригалогенидов. Однако трихлорид бора производится в промышленных масштабах путем прямого хлорирования оксида бора и углерода при 501 °C.

B 2 O 3 + 3 C + 3 Cl 2 → 2 BCl 3 + 3 CO

Карботермическая реакция аналогична процессу Кролла конверсии диоксида титана в тетрахлорид титана. В лаборатории BF 3 реагирует с AlCl 3 и дает BCl 3 путем галогенного обмена. [3] BCl 3 представляет собой тригональную плоскую молекулу, как и другие тригалогениды бора, и имеет длину связи 175 мкм.

Было предложено объяснить короткое расстояние B-Cl некой степенью π-связи, хотя относительно ее размера ведутся некоторые споры. [3] Он не димеризуется, хотя ЯМР-исследования смесей тригалогенидов бора показывают наличие смешанных галогенидов. Отсутствие димеризации контрастирует с тенденцией AlCl 3 и GaCl 3 , которые образуют димеры или полимеры с 4 или 6 координационными металлоцентрами.

Реакции

BCl 3 легко гидролизуется с образованием соляной и борной кислот :

BCl 3 + 3 H 2 O → B(OH) 3 + 3 HCl

Спирты ведут себя аналогично, давая сложные эфиры борной кислоты, например триметилборат .

Аммиак образует аддукт Льюиса с трихлоридом бора.

Являясь сильной кислотой Льюиса , BCl 3 образует аддукты с третичными аминами , фосфинами , простыми эфирами , тиоэфирами и галогенид -ионами. [4] Образование аддукта часто сопровождается увеличением длины связи B-Cl. BCl 3 •S(CH 3 ) 2 (CAS# 5523-19-3) часто используется в качестве удобного источника BCl 3 , поскольку это твердое вещество (т.пл. 88-90 °C) выделяет BCl 3 :

(CH 3 ) 2 S·BCl 3 ⇌ (CH 3 ) 2 S + BCl 3

Известны также смешанные арил- и алкилхлориды бора. Дихлорид фенилбора коммерчески доступен. Такие соединения можно получить реакцией перераспределения BCl 3 с оловоорганическими реагентами:

2 BCl 3 + R 4 Sn → 2 RBCl 2 + R 2 SnCl 2

Снижение

Восстановление BCl 3 до элементарного бора осуществляется в промышленных масштабах в лаборатории, когда трихлорид бора можно превратить в тетрахлорид дибора путем нагревания с металлической медью: [5]

2 BCl 3 + 2 Cu → B 2 Cl 4 + 2 CuCl

B 4 Cl 4 также можно получить таким способом. Бесцветный тетрахлорид дибора (т.пл. -93 °C) представляет собой плоскую молекулу в твердом веществе (похожую на четырехокись азота , но в газовой фазе структура имеет шахматную структуру. [3] Он разлагается (диспропорционируется) при комнатной температуре с образованием ряда монохлориды общей формулы (BCl) n , в которой n может составлять 8, 9, 10 или 11.

n B 2 Cl 4 → B n Cl n + n BCl 3

Известно , что соединения формул B 8 Cl 8 и B 9 Cl 9 содержат замкнутые каркасы из атомов бора.

Использование

Трихлорид бора является исходным материалом для производства элементарного бора. Он также используется при рафинировании сплавов алюминия , магния , цинка и меди для удаления нитридов , карбидов и оксидов из расплавленного металла. Его использовали в качестве флюса для пайки сплавов алюминия, железа , цинка , вольфрама и монеля . Алюминиевые отливки можно усовершенствовать обработкой расплава парами трихлорида бора. При производстве электрических резисторов однородную и прочную клейкую углеродную пленку можно нанести на керамическую основу с помощью BCl 3 . Он использовался в области высокоэнергетического топлива и ракетного топлива в качестве источника бора для повышения значения БТЕ. BCl 3 также используется при плазменном травлении в производстве полупроводников . Этот газ травит оксиды металлов путем образования летучих соединений BOCl x и M x O y Cl z .

BCl 3 используется в качестве реагента при синтезе органических соединений. Как и соответствующий бромид, он расщепляет связи CO в простых эфирах . [1] [6]

Безопасность

BCl 3 — агрессивный реагент, способный образовывать хлористый водород под воздействием влаги или спиртов . Аддукт диметилсульфида (BCl 3 SMe 2 ), который представляет собой твердое вещество, гораздо безопаснее использовать, [7] , если это возможно, но H 2 O разрушит часть BCl 3 , оставив диметилсульфид в растворе.

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Аб Ямамото, Ю.; Мияура, Н. (2004). «Трихлорид бора». В Пакетте, Л. (ред.). Энциклопедия реагентов для органического синтеза . Нью-Йорк: Дж. Уайли и сыновья. doi : 10.1002/047084289X.rb245.pub2. ISBN 0-471-93623-5.
  2. ^ Индексный номер. 005-002-00-5 Приложения VI, Часть 3, к Регламенту (ЕС) № 1272/2008 Европейского Парламента и Совета от 16 декабря 2008 г. о классификации, маркировке и упаковке веществ и смесей, внесении изменений и отмене Директив. 67/548/EEC и 1999/45/EC, а также вносящий поправки в Регламент (ЕС) № 1907/2006. OJEU L353, 31 декабря 2008 г., стр. 1–1355, стр. 341.
  3. ^ abc Гринвуд, Норман Н .; Эрншоу, Алан (1997). Химия элементов (2-е изд.). Баттерворт-Хайнеманн . ISBN 978-0-08-037941-8.
  4. ^ Джеррард, В.; Лапперт, М.Ф. (1958). «Реакции трихлорида бора с органическими соединениями». Химические обзоры . 58 (6): 1081–1111. дои : 10.1021/cr50024a003.
  5. ^ Вартик, Т.; Розенберг, Р.; Фокс, ВБ (1967). «Дибора тетрахлорид». Неорганические синтезы . Том. 10. С. 118–125. дои : 10.1002/9780470132418.ch18. ISBN 978-0-470-13241-8.
  6. ^ Шун Окая; Кейитиро Окуяма; Кентаро Окано; Хидетоши Токуяма (2016). «Снятие защиты с фенольного бензилового эфира, стимулируемое трихлорбором, с использованием пентаметилбензола в качестве поглотителя нельюисовских катионов». Орг. Синтез . 93 : 63–74. дои : 10.15227/orgsyn.093.0063 .
  7. ^ Уилльярд, Пол Г.; Фрайл, Крейг Б. (1980). «Комплексы тригалогенида бора и метилсульфида как удобные реагенты для деалкилирования ариловых эфиров». Буквы тетраэдра . 21 (39): 3731. doi :10.1016/0040-4039(80)80164-X.

Примечания

  1. ^ На территории Европейского Союза на маркировке также должно быть указано следующее дополнительное указание об опасности (EUH014): Бурно реагирует с водой.

дальнейшее чтение

Внешние ссылки