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 テトラフルオロホウ酸ヒドロニウム
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| 名前 | |||
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| 推奨されるIUPAC名
テトラフルオロホウ酸[1] | |||
その他の名前
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| 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 | 100.037.165 | ||
| EC番号 |
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| 21702 | |||
| メッシュ | フッ化ホウ素酸 | ||
パブケム CID
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| RTECS番号 |
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| ユニ |
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| 国連番号 | 1775 | ||
CompTox ダッシュボード ( EPA )
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| プロパティ | |||
| H[BF 4 ] | |||
| モル質量 | 87.81 グラムモル−1 | ||
| 外観 | 無色の液体 | ||
| 融点 | −90 °C (−130 °F; 183 K) | ||
| 沸点 | 130 °C (266 °F; 403 K) | ||
| 酸性度（p Ka） | ~1.8 (MeCN溶液) [2] | ||
| 危険 | |||
| GHSラベル: | |||
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| 危険 | |||
| H314 | |||
| P260、P264、P280、P301+P330+P331、P303+P361+P353、P304+P340、P305+P351+P338、P310、P321、P363、P405、P501 | |||
| NFPA 704 (ファイアダイヤモンド) | |||
| 安全データシート（SDS） | 外部MSDS | ||
| 関連化合物 | |||
関連化合物
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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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フルオロホウ酸またはテトラフルオロホウ酸（古語ではフルオロホウ酸）は、簡略化された化学式H + [ B F 4 ] −を持つ無機化合物です。無溶媒テトラフルオロホウ酸（H[BF 4 ]）は報告されていません。「フルオロホウ酸」という用語は通常、溶液として入手可能なテトラフルオロホウ酸ヒドロニウム（[H 3 O] + [BF 4 ] −）を含む一連の化合物を指します。エチルエーテル溶媒和物も市販されており、フルオロホウ酸は式[H((CH 3 CH 2 ) 2 O) n ] + [BF 4 ] −（nは 2）で表すことができます。
主に他のフルオロホウ酸塩の原料として製造される。[3]強酸である。フルオロホウ酸は腐食性があり、皮膚を攻撃する。水やジエチルエーテルなどの溶媒に溶解した溶液として市販されている。弱く配位した非酸化性の共役塩基を持つ強酸である。 [2]構造的には過塩素酸に似ているが、酸化剤に伴う危険性はない。
構造と生産
純粋なH[BF 4 ]は記述されていない。同じことは、簡略化された式H[PF 6 ]およびH[SbF 6 ]で知られる超酸にも当てはまる。[4] [5]しかし、HF中のBF 3溶液は酸性度が高く、[H 2 F] + [BF 4 ] −（テトラフルオロホウ酸フルオロニウム）のおおよその化学種を持ち、 7 mol % BF 3でハメット酸度関数が-16.6であり、簡単に超酸として適格である。[6]溶媒を含まないH[BF 4 ]は単離されていないが、その溶媒和物はよく特徴付けられている。これらの塩は、例えばH 3 O +およびH 5 O+2、および四面体BF−4陰イオン。陰イオンと陽イオンは強く水素結合している。[7]
H[BF 4 ]の水溶液は、ホウ酸をフッ化水素酸水溶液に溶解することによって生成される。[8] [9] 3当量のHFが反応して中間体の三フッ化ホウ素が得られ、4当量目はフルオロホウ酸を与える。
- B(OH) 3 + 4 HF → H 3 O + + BF−4+ 2 H 2 O
無水フッ化ホウ酸溶液は、0℃で過剰の無水酢酸にフッ化ホウ酸水溶液を加えることで調製でき、フッ化ホウ酸、酢酸、残留無水酢酸の溶液が生成される。[10]
酸度
フルオロホウ酸の酸性度は、その名前がさまざまな化合物を指しているという事実によって複雑になっています。たとえば、[H(CH 3 CH 2 ) 2 O] + [BF 4 ] − (ジメチルオキソニウムテトラフルオロボレート)、[H 3 O] + [BF 4 ] − (オキソニウムテトラフルオロボレート)、HF·BF 3 (フッ化水素-三フッ化ホウ素1:1 付加物) などです。それぞれ酸性度が異なります。水溶液のp Ka aは -0.44 とされています。[3]アセトニトリル溶液中の[N((CH 2 ) 3 CH 3 ) 4 ] + [BF 4 ] − (テトラブチルアンモニウムテトラフルオロボレート)の滴定から、 H[BF 4 ]、つまりHF·BF 3のp Kaは 1.6 であることがわかります。その酸性度はフルオロスルホン酸に匹敵する。[2]
アプリケーション
フルオロホウ酸はフルオロホウ酸塩の主な前駆物質であり、フルオロホウ酸塩は通常、金属酸化物をフルオロホウ酸で処理することによって製造されます。無機塩は、難燃性材料やグレージングフリットの製造、およびホウ素の電解生成における中間体です。H [BF 4 ]は、アルミニウムのエッチングや酸洗いにも使用されます。
有機化学
H[BF 4 ]はアルキル化や重合の触媒として用いられる。炭水化物保護反応では、エーテルフルオロホウ酸はトランスアセタール化やイソプロピリデン化反応に効率的かつ費用効果の高い触媒である。アセトニトリル溶液はアセタールや一部のエーテルを分解する。フルオロホウ酸を用いて、トロピリウムテトラフルオロボレート（C 7 H 7 + [BF 4 ] −）、トリフェニルカルベニウムテトラフルオロボレート（Ph 3 C] + [BF 4 ] −）、トリエチルオキソニウムテトラフルオロボレート（Et 3 O] + [BF 4 ] −）、ベンゼンジアゾニウムテトラフルオロボレート（[PhN 2 ] + [BF 4 ] −）など、多くの反応性カチオンが得られている。
電気メッキ
H[BF 4 ]溶液は、スズおよびスズ合金の電気めっきに使用されます。この用途では、メタンスルホン酸がH[BF 4 ]の使用に取って代わりつつあります。[11]フッ化ホウ酸は、フッ化ホウ酸塩浴での銅の高速電気めっきにも使用されます。[12]
安全性
フッ化ホウ酸は有毒で、皮膚や目を攻撃します。ガラスを侵します。[3]加水分解され、腐食性で揮発性のフッ化水素を放出します。[11]
その他のフルオロホウ酸
水溶液中では一連のフッ化ホウ素酸が知られている。この系列は以下のように表される。[13]
- H + [B(OH) 4 ] − (テトラヒドロキシホウ酸水素) (フッ化ホウ酸ではない)
- H + [BF(OH) 3 ] − (フルオロ(トリヒドロキシ)ホウ酸水素)
- H + [BF 2 (OH) 2 ] −（ジフルオロ（ジヒドロキシ）ホウ酸水素）
- H + [BF 3 (OH)] −（トリフルオロ（ヒドロキシ）ホウ酸水素）
- H + [BF 4 ] −（テトラフルオロホウ酸水素）
参照
参考文献
- ^ IUPAC . 「無機化学命名法」 . 2021年4月8日閲覧。
- ^ abc Kütt, A., et al., "Equilibrium Acidities of Superacids", J. Org. Chem. 2010, volume 76, pp. 391-395. doi :10.1021/jo101409p
- ^ abc Gregory K. Friestad、Bruce P. Branchaud「テトラフルオロホウ酸」E-Eros 有機合成試薬百科事典。doi :10.1002/ 047084289X.rt035
- ^ Juhasz, Mark; Hoffmann, Stephan; Stoyanov, Evgenii; Kim, Kee-Chan; Reed, Christopher A. (2004-10-11). 「最も強く単離可能な酸」. Angewandte Chemie International Edition . 43 (40): 5352–5355. doi :10.1002/anie.200460005. ISSN 1433-7851. PMID 15468064.
- ^ Reed, Christopher A. (2005). 「カルボラン酸。有機化学と無機化学のための新しい「強力かつ穏やかな」酸」（PDF） . Chem. Commun. (13): 1669–1677. doi :10.1039/B415425H. ISSN 1359-7345. PMID 15791295.
- ^ ああ、ジョージ A.;スーリヤ・プラカシュ、GK;サマー、ジーン。モルナル、アルパド (2009-02-03)。超酸化学。オラ、ジョージ A. (ジョージ アンドリュー)、1927-2017、、オラ、ジョージ A. (ジョージ アンドリュー)、1927-2017。 (第2版)。ニュージャージー州ホーボーケンISBN 9780471596684. OCLC 191809598.
{{cite book}}: CS1 メンテナンス: 場所が見つかりません 発行者 (リンク) - ^ ムーツ、D.; Steffen, M. 「酸水和物およびオキソニウム塩の結晶構造。XX. オキソニウム テトラフルオロボレート H 3 OBF 4、[H 5 O 2 ]BF 4、および [H(CH 3 OH) 2 ]BF 4」、Zeitschrift für Anorganische undアルゲマイネ化学1981 年、vol. 482、193-200ページ。土井：10.1002/zaac.19814821124
- ^ Brotherton, RJ; Weber, CJ; Guibert, CR; Little, JL「ホウ素化合物」。Ullmann 's Encyclopedia of Industrial Chemistry。Weinheim : Wiley-VCH。doi :10.1002/ 14356007.a04_309。ISBN 978-3527306732。
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さらに読む
- Albert, R.; Dax, K.; Pleschko, R.; Stütz, AE (1985). 「テトラフルオロホウ酸、炭水化物の保護および脱保護反応における効率的な触媒」.炭水化物研究. 137 : 282–290. doi :10.1016/0008-6215(85)85171-5.
- Bandgar, BP; Patil, AV; Chavan, OS (2006)。「シリカ担持フルオロホウ酸は、無溶媒条件下での 1,5-ベンゾジアゼピン合成のための、新規かつ効率的で再利用可能な触媒である」。Journal of Molecular Catalysis A: Chemical。256 ( 1–2): 99–105。doi :10.1016/j.molcata.2006.04.024 。
- Heintz, RA; Smith, JA; Szalay, PS; Weisgerber, A.; Dunbar, KR (2002).ホモレプティック遷移金属アセトニトリルカチオンとテトラフルオロボレートまたはトリフルオロメタンスルホネートアニオン。無機合成。第 33 巻。pp. 75–83。doi : 10.1002/ 0471224502。ISBN 9780471208259。
- Housecroft, CE; Sharpe, AG (2004).無機化学(第 2 版). Prentice Hall. p. 307. ISBN 978-0-13-039913-7。
- メラー、A. (1988)。 "ボロン"。グメリン無機化学ハンドブック。 Vol. 3. ニューヨーク: Springer-Verlag。 301–310ページ。
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- Wamser, CA (1948). 「水溶液中のフッ化ホウ素酸の加水分解」アメリカ化学会誌. 70 (3): 1209–1215. doi :10.1021/ja01183a101.
- ヴィルケ・デルフルト、E.バルツ、G. (1927)。 「Zur Kenntnis der Borfluorwasserstoffsäure und ihrer Salze」。有機組織とアルゲマイネ化学の時代。159 (1): 197–225。土井：10.1002/zaac.19271590118。
外部リンク
- 「フッ化ホウ酸 ICSC: 1040」。INCHEM。