Tetrahydroxydiboron
Tetrahydroxydiboron ist eine anorganische chemische Verbindung, die der Gruppe der Diboronverbindungen zugeordnet sowie auch als eine Borsäure betrachtet werden kann. Diboronverbindungen können formal als Bor(II)-Verbindungen gesehen werden.
| Strukturformel | ||||||||||||||||
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| Allgemeines | ||||||||||||||||
| Name | Tetrahydroxydiboron | |||||||||||||||
| Andere Namen |
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| Summenformel | B2(OH)4 | |||||||||||||||
| Kurzbeschreibung |
farblose Kristalle[1] | |||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | ||||||||||||||||
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| Eigenschaften | ||||||||||||||||
| Molare Masse | 89,6514 g·mol−1 | |||||||||||||||
| Aggregatzustand |
fest | |||||||||||||||
| Dichte |
1,657 g·cm−3 (−173 °C)[1] | |||||||||||||||
| Schmelzpunkt |
143–148 °C (Zersetzung)[2] | |||||||||||||||
| Löslichkeit | ||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||||||||
Geschichte Bearbeiten
Die Verbindung wurde erstmals 1937 von Egon Wiberg und Wilhelm Ruschmann als neue Borsäure (Unterborsäure) beschrieben.[5] Die Synthese ging vom Bortrichlorid aus, welches durch eine Umsetzung mit einer unterstöchiometrischen Menge an Methanol in den Diester umgewandelt wurde.[6]
In der folgenden Reduktion mit Natrium wurde analog zu einer Wurtzschen Synthese im gebildeten Tetramethoxydiboron die Bor-Bor-Bindung geknüpft.
Das Tetrahydroxydiboron wurde dann durch die Verseifung des Tetramethoxydiborons erhalten.
Gewinnung und Darstellung Bearbeiten
Neben der Herstellung aus ihren Estern[7][5] wurden in den 1950er Jahren von T. Wartik und E.F. Apple Synthesen aus Tetrachlordiboron[1][8][9] und von R. Brotherton aus Tetra(dimethylamino)diboron[10][11] beschrieben.
Eigenschaften Bearbeiten
Physikalische Eigenschaften Bearbeiten
Tetrahydroxydiboron bildet farblose Kristalle, die in einem monoklinen Kristallgitter mit der Raumgruppe P21/c (Raumgruppen-Nr. 14) auftreten.[1] Im Kristallgitter sind die Moleküle über Wasserstoffbrücken zweidimensional verknüpft.[1]
Chemische Eigenschaften Bearbeiten
Analog zur Borsäure B(OH)3, deren Entwässerung das Bortrioxid B2O3 ergibt, führt die Entwässerung von Tetrahydroxydiboron zum Bor(II)-oxid (BO)x.
Die Wasserabgabe startet schon bei 90 °C, wobei für eine vollständige Umsetzung ein mehrstündiges Erhitzen auf 220 °C notwendig ist.[8]
Die Verbindung wirkt als starkes Reduktionsmittel.[12] So wird eine Kaliumpermanganatlösung entfärbt bzw. aus einer Silbernitratlösung Silber abgeschieden.[5] Die wässrige Lösung ist nicht stabil. Schon bei Raumtemperatur erfolgt ein langsamer Zerfall zur Borsäure unter Wasserstoffentwicklung.[5][4]
In Gegenwart von Luftsauerstoff wird innerhalb von zwei Stunden direkt Borsäure gebildet.[5]
Verwendung Bearbeiten
In der organischen Synthese wird die Verbindung zur Einführung einer Borsubstitution am aktivierten Kohlenstoff im Molekül benutzt.[4] Eine direkte Boronierung von Aromaten mit Palladium-Katalyse unter Bildung der entsprechenden Phenylboronsäuren ist möglich.[13][14]
In Gegenwart von Kaliumhydrogendifluorid bildung der entsprechenden Trifluorphenylboraten[13]
Die Phenylboronsäuren sowie die Trifluorphenylborate dienen als Edukte bei Suzuki-Kupplungen.
Einzelnachweise Bearbeiten
- ↑ a b c d e R. A. Baber, N. C. Norman, A. G. Orpen, J. Rossi: The solid-state structure of diboronic acid, B2(OH)4. In: New J. Chem. 27, 2003, S. 773–775, doi:10.1039/B302496M.
- ↑ a b c Datenblatt Tetrahydroxydiboron bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 28. Februar 2014 (PDF).
- ↑ R. J. Brotherton: The chemistry of compounds with B–B bond. In: H. Steinberg, A. L. McCloskey (Hrsg.): Progr. Boron Chem. Vol. 1, Pergamon 1964, ISBN 978-1-4832-1146-6, S. 1–82.
- ↑ a b c e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999–2013, John Wiley and Sons, Eintrag für Tetrahydroxydiboron, abgerufen am 28. Februar 2014.
- ↑ a b c d e E. Wiberg, W. Ruschmann: Über eine neue Borsäure (‚Unterborsäure’) der Formel H4B2O4 und ihre Ester. In: Chem. Ber. 70, 1937, S. 1393–1402, doi:10.1002/cber.19370700636.
- ↑ E. Wiberg, H. Smedsrud: Zur Kenntnis einiger Verbindungen vom Typus BCl3–n(OR)n. (Über alkoxyl-substituierte Borchloride). In: Z. anorg. allg. Chem. 202, 1931, S. 1–21, doi:10.1002/zaac.19312020102.
- ↑ H. Noeth, W. Meister: Beiträge zur Chemie des Bors, VI: Über Subverbindungen des Bors. Hypoborsäure-tetrakis-dialkylamide und Hypoborsäure-ester. In: Chem. Ber. 94, 1961, S. 509–514, doi:10.1002/cber.19610940234.
- ↑ a b T. Wartik, E. F. Apple: A new modification of boron monoxide. In: J. Am. Chem. Soc. 77, 1955, S. 6400–6401, doi:10.1021/ja01628a116.
- ↑ T. Wartik, E. F. Apple: The reactions of diboron tetrachloride with some hydrogen compounds of non-metallic elements and with dimethyl sulfide. In: J. Am. Chem. Soc. 80, 1958, S. 6155–6158, doi:10.1021/ja01556a002.
- ↑ R. J. Brotherton: Method for preparing tetrahydroxydiboron. Patent US 3130009 A, Prioritätsdatum 21. September 1959.
- ↑ N. S. Hosmane: Icons of Boron Chemistry. In: Chem. Int. Band 34, Nr. 4, 2012, S. 14–18, Link.
- ↑ N. Turova: Inorganic Chemistry in Tables. Springer-Verlag, Berlin/ Heidelberg 2011, S. 71, doi:10.1007/978-3-642-20487-6_23.
- ↑ a b S. M. Kennedy, G. A. Molander, S. L. J. Trice, S. D. Dreher, M. T. Tudge: Scope of the Palladium-Catalyzed Aryl Borylation Utilizing Bis-Boronic Acid. In: J. Am. Chem. Soc. 134, 2012, S. 11667–11673, doi:10.1021/ja303181m.
- ↑ B. G. Davis, Z. Gao, V. Gouverneur: Enhanced Aqueous Suzuki–Miyaura Coupling Allows Site-Specific Polypeptide 18F-Labeling. In: J. Am. Chem. Soc. 135, 2013, S. 13612–13615, doi:10.1021/ja4049114.