Трис(пентафторфенил)боран

Трис(пентафторфенил)боран — химическое соединение, имеющее формулу (C₆F₅)₃B или C₁₈F₁₅B. Это летучее белое твёрдое вещество, молекула которого построена по принципу «лопастного колеса»: три пентафторфенильные группы присоединены к центральному атому бора, причём фрагмент BC₃ является плоским. Соединение известно как «идеальная кислота Льюиса» благодаря высокой термической стабильности и прочности связей B–C. В отличие от других фторированных производных бора, например содержащих группы B–CF₃, которые склонны к разложению с образованием связей B–F, трис(пентафторфенил)боран сохраняет стабильность при температурах свыше 200 °C и устойчив к действию кислорода и воды.

Синтез[править | править код]

Соединение синтезируют с помощью реактива Гриньяра, полученного из бромпентафторбензола:

3C₆F₅MgBr + BCl₃ → (C₆F₅)₃B + 3MgBrCl

Первоначально для синтеза применяли C₆F₅Li, однако этот реагент может детонировать при выделении фторида лития. Три пентафторфенильные группы в молекуле расположены винтообразно с углом скручивания 40,6(3)°, что отклоняет их от гипотетически плоской конфигурации. Для сравнения, в трис(перфтор-пара-толил)боране, который является более сильной кислотой Льюиса, угол скручивания составляет 56,8(4)°. Это различие указывает на частичную делокализацию электронной плотности от атомов фтора в пара-положении к атому бора, что снижает кислотные свойства.

Кислотные свойства по Льюису[править | править код]

Ключевой особенностью соединения выступает его высокая кислотность Льюиса. Экспериментально определённые константы равновесия показывают, что она на семь порядков превышает кислотность структурно схожего трифенилборана. Данные измерений равновесия, метод Гутмана–Беккета (AN) и квантово-химические расчёты свидетельствуют, что кислотность B(C₆F₅)₃ несколько ниже, чем у BF₃, и существенно снижена по сравнению с BCl₃. С водой B(C₆F₅)₃ образует прочный аддукт, который проявляет свойства сильной кислоты Бренстеда, сопоставимой по силе с соляной кислотой в среде ацетонитрила. Вследствие этого даже следы влаги дезактивируют B(C₆F₅)₃, а остаточная каталитическая активность может быть обусловлена именно бренстедовской кислотностью образующегося водного аддукта.

Использование в катализе[править | править код]

Одно из важных применений трис(пентафторфенил)борана — генерация слабо координирующих анионов путём отщепления анионных лигандов от металлических центров. Например, его используют в качестве активатора или сокатализатора в катализаторах полимеризации алкенов:

(C₆F₅)₃B + (C₅H₅)₂Zr(CH₃)₂ → [(C₅H₅)₂ZrCH₃]⁺[(C₆F₅)₃BCH₃]⁻

В этой реакции сильно координирующая метильная группа переходит к бору, освобождая реакционный центр на атоме циркония. Образующийся катион цирконоцена стабилизируется слабо координирующим анионом борана. Свободный центр на цирконии обеспечивает координацию молекул алкена с последующей миграцией к оставшейся метильной группе, что приводит к формированию пропильного лиганда. Этот процесс повторяется, обуславливая рост полимерной цепи. На основе данного реагента разработаны иммобилизованные каталитические системы, где катализатор или активатор закреплён на инертном неорганическом носителе, таком как диоксид кремния.

Трис(пентафторфенил)боран также способен отщеплять гидрид-ион с образованием аниона [(C₆F₅)₃BH]⁻ и катализировать реакции гидросилилирования альдегидов. Кроме того, он образует комплексы с широким кругом оснований Льюиса, включая слабые. Соединение гигроскопично и образует тригидрат [(C₆F₅)₃BOH₂](H₂O)₂, в котором одна молекула воды координирована с бором, а две другие связаны водородными связями с координированной водой.

К родственным соединениям относятся галогениды пентафторфенилбора.

Примечания[править | править код]

Ссылки[править | править код]