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| 名前 | |||
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| 推奨されるIUPAC名
1,3,5,2,4,6-トリアザトリボリナン（事前選択されたもののみ[1]） | |||
| その他の名前
シクロトリボラザンボラゾール
無機ベンゼン ボラゾール | |||
| 識別子 | |||
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3Dモデル（JSmol）
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| チェビ |
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| ケムスパイダー |
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| ECHA 情報カード | 100.169.303 | ||
パブケム CID
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| ユニ |
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CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| ホ3ホ6窒素3 | |||
| モル質量 | 80.50グラム/モル | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 密度 | 0.81グラム/ cm3 | ||
| 融点 | −58 °C (−72 °F; 215 K) | ||
| 沸点 | 53 °C (127 °F; 326 K) (105 Pa で 55 °C) | ||
磁化率（χ）
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-49.6·10 −6 cm 3 /モル | ||
| 危険 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
特に記載がない限り、データは標準状態（25 °C [77 °F]、100 kPa）の材料に関するものです。
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 インフォボックス参照
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ボラジン（ボラゾールとも呼ばれる）は、化学式B 3 H 6 N 3の無機化合物である。この環状化合物では、3つのBH単位と3つのNH単位が交互になっている。この化合物はベンゼンと等電子かつ等構造である。このため、ボラジンは「無機ベンゼン」と呼ばれることもある。ベンゼンと同様に、ボラジンは芳香のある 無色の液体[2]である。
合成
この化合物は1926年に化学者アルフレッド・ストックとエリック・ポーランドによってジボランとアンモニアの反応によって報告されました。[3]
ボラジンは、ジボランとアンモニアを1:2の比率で250～300℃で処理することで、50%の変換率で合成できます。
- 3 B 2 H 6 + 6 NH 3 → 2 B 3 H 6 N 3 + 12 H 2
より効率的な代替経路は、水素化ホウ素ナトリウムと硫酸アンモニウムから始まります。[4]
- 6 NaBH4 + 3 (NH 4 ) 2 SO 4 → 2B 3 N 3 H 6 + 3 Na 2 SO 4 + 18 H 2
ボラジンへの 2 段階プロセスでは、まず三塩化ホウ素がトリクロロボラジンに変換されます。
- 3 BCl 3 + 3 NH 4 Cl → Cl 3 B 3 H 3 N 3 + 9 HCl
B-Cl結合はその後BH結合に変換されます。
- 2 Cl 3 B 3 H 3 N 3 + 6 NaBH 4 → 2 B 3 H 6 N 3 + 3 B 2 H 6 + 6 NaCl
構造
ボラジンはベンゼンと等電子であり、類似した結合性を持つため、「無機ベンゼン」と呼ばれることもあります。この比較は、ホウ素と窒素の電気陰性度の差のため、厳密には有効ではありません。X線結晶構造決定により、ボラジン環内の結合長はすべて1.429Åで等しく、ベンゼンにも共通する特性であることが示されました。[5]しかし、ボラジン環は完全な六角形を形成しません。結合角はホウ素原子で117.1°、窒素で122.9°であり、分子はD 3 h対称点群になります。
ホウ素の電気陰性度（ポーリングスケールで 2.04 ）は窒素の電気陰性度（3.04）と比較すると高く、またホウ素原子の電子不足と窒素の孤立電子対により、ボラジンの代替メソマー構造が有利になります。
ホウ素はルイス酸として作用し、窒素はルイス塩基として作用します。
芳香性
ベンゼンとの類似性のため、ボラジンの芳香族性に関する計算および実験による分析が数多く行われてきました。ボラジンのπ電子の数は4n + 2規則に従い、BN結合長は等しいため、この化合物は芳香族である可能性があります。しかし、ホウ素と窒素の電気陰性度の差により電荷の共有が不均等になり、イオン性が増した結合が生じます。そのため、全炭素類似体よりも電子の非局在化が劣ると予想されます。ボラジンの標準生成エンタルピー変化Δ f Hは-531 kJ/molで、熱的に非常に安定しています。
自然結合軌道（NBO）
自然結合軌道（NBO）解析は、ボラジンの弱い芳香族性を示唆している。[6] NBOモデルでは、環内のBN結合は核軸からわずかにずれており、BとNの電荷は大きく異なっている。自然化学遮蔽（NCS）解析は、BNπ結合の磁気遮蔽への寄与に基づいて、芳香族性のさらなる証拠を提供している。NBO軌道に基づく計算は、このπ結合が弱い環電流を可能にし、ボラジン環の中心でシミュレートされた磁場をある程度打ち消すことを示している。小さな環電流は、ある程度の非局在化を示唆している。
電子局在機能（ELF）
電子局在関数（ELF）によるボラジンの結合のトポロジカル解析は、ボラジンはπ芳香族化合物として記述できることを示している。しかし、電子盆地の分岐値の差に基づくと、ボラジンの結合はベンゼンよりも非局在化が少ない。分岐値が大きいほど電子の非局在化が優れていることを示し、この分岐値が0.70より大きい場合、非局在化は化合物芳香族を指定するのに十分であると主張されている。[7]ベンゼンの場合、この値は0.91であるが、ボラジンのπシステムはELF値0.682で分岐する。[8]これは、BとNの電気陰性度の差によって引き起こされ、ベンゼンのCC相互作用よりも弱い結合相互作用を生み出し、BHおよびNHユニット上の電子の局在化の増加につながる。分岐値は、中程度の芳香族性を示唆する0.70の限界をわずかに下回っている。
反応性
加水分解
ボラジンは容易に加水分解され、ホウ酸、アンモニア、水素を生成します。
重合
ボラジンを 70 °C で加熱すると水素が放出され、ポリボラジレンが形成されます。
- n B 3 N 3 H 6 → 1/n[B 3 N 3 H 4 ] n
ハロゲン化水素とハロゲン
- B 3 N 3 H 6 + 3 HCl → B 3 N 3 H 9 Cl 3
- ボラジンと塩化水素の付加反応
- B 3 N 3 H 9 Cl 3 + NaBH 4 → (BH 4 N) 3
- 水素化ホウ素ナトリウムによる還元
臭素との付加反応には触媒は必要ありません。ボラジンはホウ素に対して求核攻撃を受け、窒素に対して求電子攻撃を受けます。
セラミック前駆体
窒化ホウ素はポリボラジレンを1000℃に加熱することで製造できる。[4]
ボラジンは、炭窒化ホウ素などの他の潜在的なセラミックスの出発物質でもあります。ボラジンは、化学気相成長法（CVD）によって銅、 [9]、白金[10] 、ニッケル[11]、鉄[12]などの触媒表面に六方晶窒化ホウ素（h-BN）の薄膜や単層を成長させるための前駆体としても使用できます。
ポリボラジレンは、アンモニアボランを再生するための消化と還元のための「シングルポット」プロセスを使用して、水素燃料電池車両用途のリサイクル水素貯蔵媒体として提案されている。 [13]
他のBN型化合物の中でも、アミノニトロ置換ボラジンの混合化合物はCL-20などの炭素系爆薬よりも優れた性能を発揮すると予測されている。[14] [15]
関連化合物
（C
2H
2B
2いいえ
2）は、2つの炭素原子、2つの窒素原子、および2つのホウ素原子が相対する6員環芳香族環である。[16] [17]
1,2-ジヒドロ-1,2-アザボリン（C
4BNH
6）は、4 つの炭素原子、1 つの窒素原子、および 1 つのホウ素原子を含む 6 員環です。
参照
さらに読む
- ネルソン、ラルフ他 (1967 年 9 月 1 日)。「気相中の分子の電気双極子モーメントの選択された値」(PDF)。アメリカ国立規格協会(10): 17。
参考文献
- ^ 「前書き」。有機化学命名法：IUPAC勧告および推奨名称2013（ブルーブック）。ケンブリッジ：王立化学協会。2014年。p.968。doi：10.1039/9781849733069- FP001。ISBN 978-0-85404-182-4。
- ^ デュワード・シュライバー、ピーター・アトキンス（2010年）。無機化学（第5版）。ニューヨーク：WHフリーマン・アンド・カンパニー。p.328。ISBN 978-1429218207。
- ^ ストック A、ポーランド E (1926 年 10 月)。 「Borwasserstoffe, VIII. Zur Kenntnis des B 2 H 6 und des B 5 H 11」[ホウ酸溶液、VIII B 2 H 6および B 5 H 11の知識について]。ベリヒテ（ドイツ語）。59 (9): 2210–2215。土井：10.1002/cber.19260590906。
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さらに読む
- Sneddon LG、Mirabelli MG、Lynch AT、Fazen PJ、Su K、Beck JS (1991)。「ホウ素系セラミックスのポリマー前駆体」(PDF)。Pure Appl. Chem . 63 (3): 407–410。doi : 10.1351 /pac199163030407。S2CID 53629042 。
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- Islas R (2007). 「ボラジン：芳香族であるか否か」.構造化学. 18 (6): 833–839. doi :10.1007/s11224-007-9229-z. S2CID 95098134.
外部リンク
ウィキメディア・コモンズのボラジン関連メディア