Тетрафторобора́т — химическое соединение с анионом BF_4^{-}. Тетрафторобораты представляют собой соли тетрафторборной кислотыH[BF4],, существующей только в растворе в виде соединения H+[BF4]-, где H+ — сольватированный протон. Бор присутствует в степени окисления +3.

Анион BF_4^{-} изоэлектронен таким образованиям, как тетрафторбериллат-ион BeF_4^{2-}, тетрафторметан CF_4 и тетрафтораммоний. Также он валентно изоэлектронен ряду стабильных ионов, включая перхлорат-ион ClO_4^{-}, используемый в тех же целях. Тетрафторбораты образуются при реакции фторидов, включая фтороводород, с ведущим себя как кислота Льюиса трифторидом бора, или при обработке тетрафторборной кислоты основанием.

Применение Для ряда химических реакций требуются слабокоординирующие анионы, такие как тетрафторборат-ион и перхлорат-ион. Однако перхлораты, в отличие от тетрафторборатов, могут образовывать взрывоопасные вещества при реакциях с участием органических соединений, особенно аминов. С другой стороны, ион BF_4^{-}, в отличие от ClO_4^{-}, может подвергаться гидролизу или иным способом утрачивать фторидный лиганд. Тем не менее, в силу соображений безопасности перхлораты практически перестали применяться в качестве слабокоординирующих анионов. Ион BF_4^{-} также является легчайшим слабокоординирующим анионом, из-за чего он особенно часто применяется для приготовления катионных реагентов или катализаторов для использования в синтезе, при отсутствии других существенных различий в химических или физических факторах.

Анион BF_4^{-} менее нуклеофилен и основен (и, следовательно, более слабо координирует), чем нитраты, галогениды или даже трифлаты. Таким образом, в реакциях с участием тетрафторборатов обычно участвует только катион. Анион BF_4^{-} обязан своей инертностью двум факторам: во-первых, в его симметричной структуре отрицательный заряд равномерно распределен по четырем атомам; во-вторых, эти атомы являются высоко электроотрицательными атомами фтора, что ещё сильнее уменьшает основность аниона. Кроме того, соли, содержащие ион BF_4^{-}, часто более растворимы в органических растворителях (липофильны), чем родственные им нитраты или галогениды.

Тетрафторборат-иону родственны такие ионы, как гексафторфосфат PF_6^{-} и гексафторстибат SbF_6^{-}; эти ионы ещё более устойчивы к гидролизу и другим химическим реакциям, а их соли, как правило, более липофильны.

Однако чрезвычайно реактивные катионы наподобие получаемых из Ti, Zr, Hf и Si, реагируют с анионом BF_4^{-} и требуют применения ещё слабее координирующих анионов наподобие SbF_6^{-}. Более того, в ряде других якобы «катионных» комплексов атом фтора на самом деле действует как связующий лиганд между бором и катионным центром. Например, было обнаружено, что комплекс золота [μ-(DTBM-)(Au–BF 4) 2] содержит два мостика Au–F–B.

Фторбораты переходных и тяжелых металлов производятся тем же способом, что и другие фторборатные соли; соответствующие соли металлов добавляются к прореагировавшим борной и плавиковой кислотам. Фторбораты олова, свинца, меди и никеля получают электролизом этих металлов в растворе, содержащем HBF_4.

Донор фторида Несмотря на низкую реакционную способность, ион BF_4^{-} иногда применяется в качестве источника фтора. Наиболее известным примером такой реакции является , по которой синтезируются арилфториды. Сообщалось, что эфирные и галопиридиновые аддукты HBF 4 являются эффективными реагентами для гидрофторирования алкинов.

Примеры солей Фторборат калия получают обработкой карбоната калия борной кислотой и плавиковой кислотой.

B(OH)_3 + 4HF = H[BF_4] + 3H_2O

2H[BF_4] +K_2CO_3 = 2K[BF_4] + H_2O + CO_2

Фторбораты щелочных металлов и ионов аммония кристаллизуются в виде водорастворимых гидратов, за исключением калия, рубидия и цезия .

Фторборат часто используют для изоляции высокоэлектрофильных катионов:

гидратов протона; диазония ( ArN_2+ ); , обладающего сильнейшими алкилирующими свойствами; нитрозония, являющегося одноэлектронным окислителем и реагентом нитрозилирования; , применяющегося в нитровании; катионных металлоценов, таких как [Fe(C_5H_5)_2]^+; [Fe(C_5H_5)_2]^+. ряда катионов, содержащих связь N–F и являющихся электрофильными источниками фтора при фторировании; солей диарилбромония и диарилиодония; применяемых при удалении галогенидных групп солей серебра и таллия (хотя соль таллия очень токсична). Большинство других тетрафторборатов переходных металлов существуют только в виде сольватов воды, спиртов, эфиров или нитрилов; Нитрильных комплексов переходных металлов, например, [Cu(NCCH_3)_4]^+; Имидазолия и формамидиния; Предшественников .

См. также

Примечания

Категория:Тетрафторобораты