Tetrafluoroborato - Tetrafluoroborate
Tetrafluoroborato é o ânion BF-
4. Esta espécie tetraédrica é isoeletrônica com tetrafluoroberyilato ( BeF2−
4), tetrafluorometano (CF 4 ) e tetrafluoroamônio ( NF+
4) e é valência isoeletrônica com muitas espécies estáveis e importantes, incluindo o ânion perclorato , ClO-
4, que é usado de maneira semelhante no laboratório. Surge pela reação de sais de fluoreto com o ácido de Lewis BF 3 , tratamento do ácido tetrafluorobórico com base, ou por tratamento do ácido bórico com ácido fluorídrico .
Como um ânion em química inorgânica e orgânica
A popularização do BF-
4levou à diminuição do uso de ClO-
4no laboratório como um ânion de coordenação fraca. Com compostos orgânicos, especialmente derivados de amina, ClO-
4forma derivados potencialmente explosivos. Desvantagens para BF-
4incluem sua leve sensibilidade à hidrólise e decomposição por meio da perda de um ligante de fluoreto, enquanto o ClO-
4não sofre com esses problemas. As considerações de segurança, no entanto, obscurecem esse inconveniente. Com um peso de fórmula de 86,8, BF-
4 é também convenientemente o menor ânion de coordenação fraca do ponto de vista de peso equivalente, muitas vezes tornando-o o ânion de escolha para a preparação de reagentes catiônicos ou catalisadores para uso em síntese, na ausência de outras diferenças substanciais em fatores químicos ou físicos.
The BF-
4ânion é menos nucleofílico e básico (e, portanto, mais fracamente coordenado) do que nitratos, halogenetos ou mesmo triflatos . Assim, ao usar sais de BF-
4, pode-se geralmente supor que o cátion é o agente reativo e este ânion tetraédrico é inerte. BF-
4deve sua inércia a dois fatores: (i) é simétrico, de modo que a carga negativa é distribuída igualmente por quatro átomos, e (ii) é composto por átomos de flúor altamente eletronegativos, que diminuem a basicidade do ânion. Além da natureza fracamente coordenada do ânion, o BF-
4os sais são freqüentemente mais solúveis em solventes orgânicos (lipofílicos) do que os sais de nitrato ou haleto relacionados. Relacionado a BF-
4são hexafluorofosfato , PF-
6, e hexafluoroantimonato, SbF-
6, ambos ainda mais estáveis em relação à hidrólise e outras reações químicas e cujos sais tendem a ser mais lipofílicos.
Ilustrativo de um sal fluoroborato é [Ni (CH 3 CH 2 OH) 6 ] (BF 4 ) 2 , um complexo octaédrico cineticamente lábil, que é usado como uma fonte de Ni 2+ .
Cátions extremamente reativos, como os derivados de Ti, Zr, Hf e Si, de fato abstraem fluoreto de BF-
4, então, em tais casos, BF-
4não é um ânion "inocente" e ânions menos coordenadores (por exemplo, SbF 6 - , BARF - ou [Al ((CF 3 ) 3 CO) 4 ] - ) devem ser empregados. Além disso, em outros casos de complexos aparentemente "catiônicos", o átomo de flúor atua de fato como um ligante de ponte entre o boro e o centro catiônico. Por exemplo, o complexo de ouro [μ- (DTBM- SEGPHOS ) (Au – BF 4 ) 2 ] foi encontrado cristalograficamente para conter duas pontes Au – F – B.
Apesar da baixa reatividade do ânion tetrafluoroborato em geral, o BF-
4serve como uma fonte de flúor para fornecer um equivalente de flúor a espécies carbocálicas altamente eletrofílicas para gerar ligações carbono-flúor. A reação de Balz-Schiemann para a síntese de fluoretos de arila é o exemplo mais conhecido de tal reação. Os adutos de éter e halopiridina de HBF 4 foram relatados como reagentes eficazes para a hidrofluoração de alcinos.
Os fluoroboratos de metais de transição e pesados são produzidos da mesma maneira que outros sais de fluoroborato; os respectivos sais de metal são adicionados aos ácidos bórico e fluorídrico que reagiram. Os fluoroboratos de estanho , chumbo , cobre e níquel são preparados por eletrólise desses metais em uma solução contendo HBF 4 .
Exemplos de sais
O fluoroborato de potássio é obtido pelo tratamento do carbonato de potássio com ácido bórico e ácido fluorídrico.
- B (OH) 3 + 4 HF → HBF 4 + 3 H 2 O
- 2 HBF 4 + K 2 CO 3 → 2 KBF 4 + H 2 CO 3
Fluoroboratos de metais alcalinos e íons de amônio cristalizam como hidratos solúveis em água, com exceção de potássio , rubídio e césio .
O fluoroborato é freqüentemente usado para isolar cátions altamente eletrofílicos. Alguns exemplos incluem:
- Próton solvatado (H + (solv.), Ácido fluorobórico ), incluindo H + · (H 2 O) n (" hidrônio "), H + · (Et 2 O) n
-
Compostos de diazônio ( ArN+
2) -
Reagentes Meerwein , como OEt+
3, os agentes alquilantes comerciais mais fortes. - NO + um agente oxidante de um elétron e reagente de nitrosilação .
- NO 2 + , um reagente de nitração .
-
Ferrocênio , Fe (C
5H
5)+
2e outros metalocenos catiônicos. - Selecione o flúor, um agente de fluoração e outras fontes de flúor eletrofílico N – F.
- Espécies de bromônio e iodônio, incluindo py 2 X + (X = Br; X = I: reagente de Barluenga ) e Ar 2 I + ( sais de diariliodônio )
- O tetrafluoroborato de prata e o tetrafluoroborato de tálio são agentes de abstração de haleto convenientes (embora o sal de tálio seja altamente tóxico). A maioria dos outros tetrafluoroboratos de metais de transição só existem como solvatos de água, álcoois, éteres ou nitrilos.
- Complexos de nitrila de metal de transição , por exemplo, [Cu (NCMe) 4 ] BF 4
Um ciclo eletroquímico envolvendo tetrafluoroborato férrico / ferroso está sendo usado para substituir a fundição térmica de minérios de sulfeto de chumbo pela Doe Run Company .
Sais de imidazólio e formamidínio , líquidos iônicos e precursores de carbenos estáveis , são freqüentemente isolados como tetrafluoroboratos.
Veja também
Referências
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