Tetrahydroxydiboron
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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 |
sehr gut löslich in Wasser[3], löslich Ethanol, DMF, DMSO, DMA[4] | |||||||||
| Sicherheitshinweise | ||||||||||
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| Soweit möglich und gebräuchlich, werden SI-Einheiten verwendet. Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen. | ||||||||||
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.
Geschichte
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
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
Physikalische Eigenschaften
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
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]
In Gegenwart von Luftsauerstoff wird innerhalb von zwei Stunden direkt Borsäure gebildet.[5]
Verwendung
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
- ↑ a b c d e Baber, R.A.; Norman, N.C.; Orpen, A.G.; Rossi, J.: The solid-state structure of diboronic acid, B2(OH)4 in New J. Chem. 27 (2003) 773–775, doi:10.1039/B302496M.
- ↑ a b c d Datenblatt Tetrahydroxydiboron bei Sigma-Aldrich (PDF).
- ↑ Brotherton, R. J.: The chemistry of compounds with B–B bond in Progr. Boron Chem., Vol. 1, Ed. Steinberg, H.; McCloskey, A.L., Pergamon 1964, ISBN 978-1483211466, S. 1–82.
- ↑ a b e-EROS Encyclopedia of Reagents for Organic Synthesis, 1999-2013, John Wiley and Sons, Inc., Eintrag für Tetrahydroxydiboron, abgerufen am 28. Februar 2014.
- ↑ a b c d e Wiberg, E.; Ruschmann, W.: Über eine neue Borsäure (‚Unterborsäure’) der Formel H4B2O4 und ihre Ester in Chem. Ber. 70 (1937) 1393–1402, doi:10.1002/cber.19370700636.
- ↑ Wiberg, E.; Smedsrud, H.: Zur Kenntnis einiger Verbindungen vom Typus BCl3–n(OR)n. (Über alkoxyl-substituierte Borchloride) in Z. anorg. allgem. Chem. 202 (1931) 1–21, doi:10.1002/zaac.19312020102.
- ↑ Noeth,H.; Meister, W.: Beiträge zur Chemie des Bors, VI: Über Subverbindungen des Bors. Hypoborsäure-tetrakis-dialkylamide und Hypoborsäure-ester in Chem. Ber. 94 (1961) 509–514, doi:10.1002/cber.19610940234.
- ↑ a b Wartik, T.; Apple, E.F.: A new modification of boron monoxide in J. Am. Chem. Soc. 77 (1955) 6400–6401, doi:10.1021/ja01628a116.
- ↑ Wartik, T.; Apple, E.F.: The reactions of diboron tetrachloride with some hydrogen compounds of non-metallic elements and with dimethyl sulfide in J. Am. Chem. Soc. 80 (1958) 6155–6158, doi:10.1021/ja01556a002.
- ↑ Brotherton, R.J.: Method for preparing tetrahydroxydiboron, Patent US 3130009 A, Prioritätsdatum 21. September 1959.
- ↑ Hosmane, N.S.: Icons of Boron Chemistry in Chem. Int. 34, 4 (2012) 14–18, Link.
- ↑ Turova, N.: Inorganic Chemistry in Tables, Springer-Verlag Berlin-Heidelberg 2011, S. 71, doi:10.1007/978-3-642-20487-6_23.
- ↑ a b Kennedy, S.M.; Molander, G.A.; Trice, S.L.J.; Dreher, S.D.; Tudge, M. T.: Scope of the Palladium-Catalyzed Aryl Borylation Utilizing Bis-Boronic Acid in J. Am. Chem. Soc. 134 (2012) 11667–11673, doi:10.1021/ja303181m.
- ↑ Davis, B.G.; Gao, Z.; Gouverneur, V.: Enhanced Aqueous Suzuki–Miyaura Coupling Allows Site-Specific Polypeptide 18F-Labeling in J. Am. Chem. Soc. 135 (2013) 13612–13615, doi:10.1021/ja4049114.