ドイツの科学者であるアルフレッド・ストックは、1912 年から 1937 年にかけて、ホウ素水素化物を体系的にまとめて特徴付けた最初の人物でした。彼は、炭素 (C) 水素化物であり、ホウ素のテーブルの隣人であるアルカン (含浸炭化水素) にちなんでボランと名付けました。
水素化ホウ素とは?
ホウ素の4番目の化合物は、水素化ホウ素として知られています。ホウ素は水素と結合し、特定の名前であるボランと呼ばれます。
ボラン (BH3) は、ルイス酸塩基錯体として表すことができる他の複合体から気体状態として形成されます。当然、多数のボラン化合物が知られています。
BH3 + PPh3 H3B-PPh3
二量体ジボラン (B2H6) は、ルイス塩基の非存在下で形成されます。ジボランは通常、BF3 と NaBH4 や LiAlH4 などの水素化物源との反応によって合成されます。
3 LiAlH4 + 4 BF3 → 2 B2 H6↑ + 3LiAlH4
水素化ホウ素の調製方法
以前は、水素化ホウ素を作成する方法は時間がかかり多忙でしたが、現在では新しい高収率の方法が取って代わられています。最初の大きな進歩は、より正のホウ素中心を持つハロゲン化ホウ素またはアルコキシドと反応する LiH または LiAlH4 などの水素化種を使用して、プロトン水素と負のホウ化物クラスターの間の取引を変化させることでした。 BX3（X =F、Cl、Br）のルイス酸特性は、S.G. Shore によって広く使用されました。彼の仲間は、BH4 などのように、現在広範囲にアクセス可能なボラン陰イオンから H を根絶し、科学的な融合をもたらしました。
Nido-B6H10 が反応性 (空軌道) に対するルイス塩基として作用する可能性があるという R. Schaeffer による認識。
ジボランは、ジグリムとして知られる化学物質の存在下でヨウ素と反応する水素化ホウ素ナトリウムを使用して実験室で調製できます。二人とも反応がいい。その結果、ヨウ化ナトリウムと水素とジボランが得られます。
ボランの革命家は、多数の新しい結合ボランを生み出しました。
水素化ホウ素の性質
ボランは、無色、反磁性、低から中程度の熱安定性分子化合物です。特定の温度では、下部メンバーは気体状態で存在しますが、それらの相対分子量が増加すると、液体または固体が見られます。沸点は、匹敵する相対分子量の炭化水素の沸点に似ています。
ボランはすべて吸熱性であり、正の自由ギブス エネルギーがあります。それらの熱力学的特性は、B と H の両方の原子間結合が驚くほど強いためです。ボランは、このようにほとんど炭化水素に似ています。また、ボランの顕著な化学反応性と容易な熱分解相互変換は、それらの結合が弱くないことを示しています。
ボランの構造
ボランのホウ素は、炭素複合材料の単純な鎖と環の構成ではなく、デルタ ハドロン (三角形の面を持つ多面体) またはデルタ面体フラクションのいずれかとして開始できる多面体のコーナー内に堆積します。ホウ素クラスターの化学を理解することは、薬剤師が他の無機、有機金属、および遷移エッセンス クラスター複合材料の化学を合理化することを後押ししています。
この構造には、3 つの中心地絡が含まれており、1 つの電子雲が (2 つではなく) 3 つの結合の間に関与しています。
ボランの反応
ボランは空気中で自然発火し（特徴的な炎で燃える）、相対分子量が増加すると一般に反応性が低下しますが。 B10H102 や B12H122 などの高度な分子多面体量のさまざまな陰イオンは、空気、水、および熱の中で非常に安定しています。
アラクノボランは、一般にニドボランよりも反応性が高く、熱安定性が低く、ニドボランは近接ボランよりも反応性が高く、熱安定性が低くなります。 Alfred Stock は、ホウ化マグネシウム (Mg3B2) を酸 (HCl) で処理することにより、ボランの融合を低収率で初めて達成しました。
ジボランは、ヨウ素 (I2) とジグリム中のテトラヒドロホウ酸ナトリウム (NaBH4、一般に水素化ホウ素ナトリウムと呼ばれる) を界面活性剤として反応させることにより、よりスムーズに高収率で調製されます。
- 2 NaBH4 + I2 → B2H6 (g) + 2NaI + H2 (g),
- または固体の水素化ホウ素 (すなわち、BH4 - イオンを含むスワブ) と無水酸の反応によって、
- 2 NaBH4 + 2H3PO4 → B2H6 (g) + 2NaH2PO4 +2H2 (g).
最も経済的に重要な一連のボラン誘導体、したがって実験室規模と人工規模の両方で最高の合成ボランは、商業的に入手可能な水素化ホウ素であり、無機還元剤としての幅広い操作のために特に重要です。前述の立体特異的ハイドロボレーション反応
3RCH=CH2 + 1/2 B2H6 → B(CH2CH2R)3
(ここで、R はアルキル基です)、有機ボランをほぼ定量的に生成し、元のアルケンや第一級アルコールと同様に、連続してカラフルな有機複合体を生成できます。
水素化ホウ素にはさまざまな操作があります
1) ジボランは、LiBH4 や NaBH4 などの水素化ホウ素の選択に使用されます。
2) 還元剤として有機反応で利用されます。
3) 超音速ロケットの推進剤として使用されます。
結論
ホウ素の4番目の化合物は、水素化ホウ素として知られています。ホウ素は水素と結合し、特定の名前であるボランと呼ばれます。これは有毒ガスで、低温でしか安定しませんが、高温では高級ボランを形成します。ジボランが酸素と接触するとすぐに、その活発な性質のためにすぐに発火します。高級ボランはすべて同じように反応します。
