Boroxin

Šablona:Infobox - chemická sloučenina Boroxin je heterocyklická sloučenina s molekulami tvořenými šestičlennými cykly, ve kterých se střídají atomy kyslíku a boru spojené jednoduchými vazbami, přičemž na každý bor je navázán atom vodíku. Deriváty boroxinu, jako jsou trimethylboroxin a trifenylboroxin, se souhrnně označují jako boroxiny. Jedná se o pevné látky, obvykle se za pokojové teploty vyskytující v rovnováze s příslušnými boronovými kyselinami. Mimo teoretické studie se boroxin nejvíce využívá při výrobě optických zařízení.

Struktura

Trikoordinované sloučeniny boru mají obvykle trigonální rovinné geometrie a boroxinový kruh je tak rovněž rovinný. Tyto sloučeniny jsou izoelektronické s benzenem. Díky prázdnému orbitalu p mohou mít částečně aromatické vlastnosti.

Jednoduché vazby atomů boru v boroxinech jsou většinou typu s. Ethylboroxin se vyznačuje vazebnými délkami 138,4 pm u vazby B-O a 156,5 pm u B-C. V případě fenylboroxinu jsou délky odpovídajících vazeb 138,6 a 154,6 pm, což naznačuje jen malý vliv substituentu na velikost boroxinového kruhu.

Substituenty boroxinu ovlivňují výslednou krystalovou strukturu. Nejjednodušší je u alkylovaných boroxinů, u nichž je vždy kyslíkový atom jedné molekuly spojen s atomem boru v druhé, takže každý atom boru se nachází mezi dvěma atomy kyslíku. Tímto se vytváří trubicovitá struktura. Mezimolekulové vzdálenosti B-O u ethylboroxinu činí 346,2 pm, což je výrazně více, než délka vazby B-O (138,4 pm). Krystalová struktura fenylboroxinu je složitější; interakce mezi prázdnými orbitaly p v atomech boru a π elektrony aromatických substituentů jsou příčinou odlišné struktury. Boroxinový kruh jedné molekuly je uzavřen mezi dva fenylové kruhy zbylých molekul. Toto uspořádání dovoluje fenylovým skupinám dodávat π elektronovou hustotu do prázdných p orbitalů boru.

Příprava

Příprava boroxinů, objevená ve 30. letech 20. století, spočívá v dehydrataci příslušných boronových kyselin. Dehydrataci je možné provést pomocí vysoušedla nebo zahříváním ve vysokém vakuu. Trimethylboroxin lze též získat reakcí oxidu uhelnatého s diboranem (B₂H₆) za katalýzy borohydridem lithným (LiBH₄):

$3\mathrm{C}\mathrm{O}+1.5\stackrel{\mathrm{d}\mathrm{i}\mathrm{b}\mathrm{o}\mathrm{r}\mathrm{a}\mathrm{n}}{\overbrace{\mathrm{B}{\phantom{A}}_2\mathrm{H}{\phantom{A}}_6}}\stackrel{\mathrm{L}\mathrm{i}\mathrm{B}\mathrm{H}{\phantom{A}}_4}{\to }(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{B}\mathrm{O}){\phantom{A}}_3$

Reakce a použití

Trimethylboroxin se používá k methylacím arylhalogenidů skrz Suzukiovy reakce:

$\stackrel{(\mathrm{X}=\mathrm{B}\mathrm{r},\mathrm{I})}{\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{X}}+(\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3\mathrm{B}\mathrm{O}){\phantom{A}}_3\underset{\mathrm{d}\mathrm{i}\mathrm{o}\mathrm{x}\mathrm{a}\mathrm{n}}{\overset{\mathrm{K}{\phantom{A}}_2\mathrm{C}\mathrm{O}{\phantom{A}}_3,\mathrm{P}\mathrm{d}(\mathrm{P}\mathrm{P}\mathrm{h}{\phantom{A}}_3){\phantom{A}}_4}{\to }}\mathrm{C}{\phantom{A}}_6\mathrm{H}{\phantom{A}}_5\mathrm{C}\mathrm{H}{\phantom{A}}_3$

Další druh Suzukiovy reakce vykazuje selektivitu vůči arylchloridům:

Boroxiny také mohou sloužit jako prekurzory monomerních oxoboranů, HB≡O. Tyto sloučeniny se rychle, i za nízkých teplot, přeměňují zpět na cyklické boroxiny.

Odkazy

Externí odkazy

• Šablona:Commonscat