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ボランは化学式BR x H yで表される化合物であるが、例としては複数のホウ素誘導体が挙げられる。水素化ホウ素クラスターの大きなファミリーも知られている。有機化学におけるいくつかの応用に加えて、ボランは炭化水素に見られるパターンとは大きく異なる構造と結合を示すため、多くの注目を集めている。ボランと炭化水素のハイブリッドであるカルボランもまた、よく開発された化合物のクラスである。[1]
歴史
ボラン化学の発展は、合成法だけでなく構造や結合にも革新をもたらした。まず、自然発火性と揮発性の両方を持つジボランとその誘導体の多くを扱うための新しい合成技術が必要だった。アルフレッド・ストックはこの目的のためにガラス真空ラインを発明した。[2]ジボランの構造は、発見から何年も経った1943年に正確に予測された。[3]第二次世界大戦中、ウラン同位体の濃縮や気象観測気球を膨らませるための水素源としてウランホウ化ウランが潜在的可能性を秘めていたため、ボランへの関心が高まった。米国では、シュレジンジャー率いるチームがアニオン性ホウ素水素化物と関連するアルミニウム水素化物の基礎化学を開発した。シュレジンジャーの研究は、有機合成用の多数のホウ素水素化物試薬の基礎を築き、そのほとんどは彼の学生ハーバート・C・ブラウンによって開発された。ボラン系試薬は現在、有機合成に広く使用されています。ブラウンはこの研究により1979年にノーベル化学賞を受賞しました。[4]
合成
ほとんどのボランは、ジボランから直接または間接的に製造されます。ジボランはアルケンと反応してアルキルボランを生成します。この反応はヒドロボレーションとして知られています。
- B 2 H 6 + 2 CH 2 =CHR → 2 BH 2 (CH 2 CH 2 R)
- B 2 H 6 + 4 CH 2 =CHR → 2 BH(CH 2 CH 2 R) 2
- B 2 H 6 + 6 CH 2 =CHR → 2 B(CH 2 CH 2 R) 2
アルキルボランおよびアリールボランは、クロロボランおよびボロン酸エステルのアルキル化によっても生成できます。
ボランの種類
- 有機合成で使用されるいくつかの特殊なボラン
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![9-ボラビシクロ[3.3.1]ノナン (「9-BBN」)](https://img-server.japedia.wiki/wikipedia/commons/thumb/0/07/9-BBN_dimer_structure.svg/500px-9-BBN_dimer_structure.svg.png)
9-ボラビシクロ[3.3.1]ノナン(「9-BBN」) -
ジシアミルボラン（「Sia 2 BH」） -
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2BH_dimer.svg/500px-(isoamyl)2BH_dimer.svg.png)
二元ホウ素水素化物
親ボランは、ボラン(BH 3 ) とその二量体ジボラン(B 2 H 6 ) から始まる二成分水素化ホウ素です。これらの種の熱分解により、テトラボランやペンタボランなどの高級ボランが生成されます。これら 2 つは、水素化ホウ素クラスターの初期のメンバーです。
第一級および第二級ボラン
このホウ素水素化物ファミリーには、モノアルキルボランとジアルキルボランが含まれます。最も単純なメンバーは、容易に再分配反応を起こします。
- 2 BH 2 (CH 3 ) → BH(CH 3 ) 2 + 1.2 B 2 H 6など
かさ高い置換基を持つ第一級および第二級ボランは、より容易に単離でき、有用です。例としては、テキシルボランや9-BBN などがあります。ほぼすべての第一級および第二級ボランは、架橋水素化物との二量体です。
第三級ボラン
ほとんどの研究は、トリアルキルボランとトリアリールボランに焦点を当てています。これらはすべてモノマーです（対応するトリアルキルアルミニウム化合物やトリアリールアルミニウム化合物とは対照的です）。それらの BC 3コアは平面です。よく知られている例としては、トリメチルボロン、トリエチルボロン、トリフェニルボロンがあります。多くの三級ボランは、ヒドロホウ素化によって生成されます。
ボランの反応性
最も低級なボランであるBH 3は一時的にしか存在せず、即座に二量化してジボランB 2 H 6を形成します。その付加物であるボラン-テトラヒドロフランおよびボラン-ジメチルスルフィドは、ヒドロホウ素化反応に有用です。
参考文献
- ^ グリーンウッド、ノーマン N. ; アーンショウ、アラン (1997)。元素の化学(第 2 版)。バターワース-ハイネマン。ISBN 978-0-08-037941-8。151-195ページ
- ^ ストック、アルフレッド（1933年）。ホウ素とシリコンの水素化物。ニューヨーク：コーネル大学出版局。
- ^ Longuet-Higgins, HC ; Bell, RP (1943). 「64. ホウ素水素化物の構造」. Journal of the Chemical Society (再開) . 1943 : 250–255. doi :10.1039/JR9430000250.
- ^ Brown, HC 『ボランによる有機合成』 John Wiley & Sons, Inc. ニューヨーク: 1975年。ISBN 0-471-11280-1。