ボラジン

ボラジンは、ホウ素のアゾ誘導体として形成される無機芳香族化合物です。ボラジンは、複素環構造にアゾール基を含むため、「ボラゾール」とも呼ばれます。ボラジンのこの環状構造は、化学における無機ベンゼンの例です。ベンゼンと同じではありませんが、構造といくつかの化学的性質が非常に似ています。ボラジンの誘導体には商業用途があります。有機ベンゼンに似ているため、化合物ボラジン自体は研究に広く使用されており、商用製品としての使用を研究しています.

ボラジン

ボラジンは、ベンゼンによく似た化合物です。したがって、ベンゼン環の形で構造内に無機化合物が存在するため、「無機ベンゼン」と呼ばれます。

ボラジンの構造

ボラジンの構造は次のとおりです。

• 六員環構造を形成する、環の一部として 6 員を含む芳香族複素環です。
• ボラジンの化学分子式は B3H6N3 です。
• この環には、12σ 結合と 3π 結合を形成する 3 つの BH 基と NH 基があります。
• 構造はベンゼンに似ていますが、ボラジンはベンゼンのように完全な六角形を形成しません。ボラジン複素環の結合角は、環のメンバーごとに異なります。
• ボラジン環では、ホウ素の結合角は 117.1°、窒素原子の結合角は 122°です。
• ボラジン環は、ベンゼン環と同じように、結合角は異なりますが、結合長は同じです。ボラジン環の結合長は 1.429Å です。
• BH 原子と NH 原子が連続メンバーとして交互に存在するため、結合長に違いはありません。 BH の B (ホウ素) と NH の N (窒素) の間の結合長は同じままです。

ボラジン化合物の物性

• 無色で、芳香のある揮発性の液体です。
• 沸点は約 64.5 °C、融点は約 -58 °C です。
• 分子量は約 78g です。

ボラジンの化学的性質

ボラジン環の化学的性質はベンゼンに似ていますが、同じではありません。それらの化学的性質を以下に示します。

ベンゼンと等電子で同形

• ボラジンは、ベンゼンと同様の構造と同じ電子配置を持っています。したがって、それらはベンゼンと等電子的です。
• ボラジンは、ベンゼンと同じ六方環の構造をしています。したがって、それらは互いに等構造的です。

ボラジンの電気陰性度と極性

• ホウ素の原子番号は 5 ですが、窒素の原子番号は 7 です。
• 窒素は、ホウ素 (3) よりも原子価殻 (5) に多くの電子を持つ傾向があります。
• したがって、窒素の核引力はより高く、原子はコンパクトになり、価電子殻から電子を除去するのが難しくなります。
• 窒素は原子価殻に 3 つの電子を受け入れるスペースがあり、ホウ素は原子価殻から 3 つの電子を放出する傾向があります。
• ホウ素の核引力は窒素原子よりも小さいですが、適度に電気陰性です。
• ポーリング スケールでは、ホウ素の電気陰性度は 2.04、窒素は 3.04 です。
• ホウ素と窒素の電気陰性度の差が大きいため、ボラジンは極性の高い分子になります。

メソメリズム

• ボラジンは、窒素原子の電子利用可能性とホウ素原子の欠乏により、メソメリズムを示します。
• 電子をシフトして二重結合を形成する傾向があり、その結果、ボラジンのイオン分子が生成されます。

ルイス酸と塩基

ボラジン分子は、

• ホウ素はルイス酸であり、自由電子を受け取り、
• 分子安定性を得るために自由電子を供与するルイス塩基としての窒素。

ボラジンの化学反応

ボラジンの化学的性質は、分子が受ける化学反応に寄与します。

加水分解

• ボラジンは極性分子であるため、容易に加水分解されます。
• 水に溶解すると、ボラジンはホウ酸、アンモニア、水素を生成します。

B3H6N3 + H2O → H3BO3 + NH3 + H2

(化学反応のおおよその描​​写; 化学量論数は含まれていません)

重合

• ボラジンは、70 °C で加熱することによってポリプロピレンに重合されます。
• ポリマーは、ボラジンが側面からいくつかの水素原子を失うときに形成されます。

n B3N3H6 → 1/n[B3N3H4]n

ボラジンの合成

三塩化ホウ素と塩化アンモニウムの反応により、2 段階のプロセスでボラジンが効率的に生成されます。

三塩化ホウ素と塩化アンモニウムは、トリクロロボラジンを生成します。

3 BCl3 + 3 NH4Cl → Cl3B3H3N3 + 9 HCl

水素化ホウ素ナトリウムでさらに還元すると、ボラジンが得られます。

2 Cl3B3H3N3 + 6 NaBH4 → 2 B3H6N3 + 3 B2H6 + 6 NaCl

• ボラジンを合成する別の効率的な方法は、水素化ホウ素ナトリウムと硫酸アンモニウムを使用する方法です。これは 1 ステップのプロセスです。

6 NaBH4 + 3 (NH4)2SO4 → 2 B3N3H6 + 3 Na2SO4 + 18 H2

結論

ボラジンは無機芳香族化合物であり、その構造はベンゼンに非常に似ており、電気化学的特性はほとんどありません。ボラジンは、無色、揮発性で、芳香のある芳香を有する6員複素環式環状化合物です。ボラジン分子の重さは約78gです。ボラジンの一般的な分子式は B3H6N3 です。その環構造には 3 つの NH と 3 つの BH が交互に配置されています。環状環のメンバーの電気陰性度の違いにより、極性の高い化合物です。ポーリングスケールによると、ホウ素の電気陰性度は 2.04、窒素は 3.04 です。この記事では、ボラジンの例を取り上げました.