БОРОРГАНИ́ЧЕСКИЕ СОЕДИНЕ́НИЯ
-
Рубрика: Химия
-
Скопировать библиографическую ссылку:
БОРОРГАНИ́ЧЕСКИЕ СОЕДИНЕ́НИЯ, элементоорганич. соединения, в которых атом бора непосредственно связан с атомом углерода. Включают органобораны общей формулы $\ce{R_{n}BX_{3-n}}$ ($n = 1 - 3$; $\ce {R}$ – алкил-, циклоалкил-, арил-, алкенил-, аллил- и др.; $\ce {X – H}$, галоген, $\ce {OH, OR, SR, NR2}$ и др.), борацикланы (атом бора в цикле), нейтральные комплексы (типа $\ce{R3B\cdot L}$), внутрикомплексные соединения с бидентатными лигандами (напр., с этаноламином), органобораты $\ce {[R_{n}BX_{4-n}]M^+}$ ($n = 1- 4$), борониевые соли $\ce {[R(X)BL2]^+Y^-}$ ($\ce{M}$ – металл, аммоний; $\ce{L}$ – амин, эфир, сульфид и др.; $\ce{Y}$ – анион), соединения циклич. строения – бороксолы $\ce{(RBO)_{3}}$, органич. производные боразола $\ce {(RBNR')_{3}}$, их тиоаналоги $\ce{(RBS)_{3}}$, диборные и полиборные соединения [напр., $\ce{R2B - BR2, R2BNHNHBR2, C6H4(BR2)_{2}}$], карбораны, металлокарбораны и др. Наиболее изучены органобораны. Функциональные производные – алкил- и арилборные кислоты типа $\ce {RB(OH)_{2}}$ и $\ce{R2B(OH)}$, а также их эфиры, галогениды и пр. – имеют важное значение в органич. синтезе.
Координац. число бора в Б. с. 3 или 4. Некоторые органобораны за счёт межмолекулярной координации, трёхцентровых двухэлектронных, водородных связей существуют в виде димеров или тримеров. Энергия связи $\ce{В‒С}$ в триалкилборанах 342–368 кДж/моль (близка энергии связи $\ce{С‒С}$ в алканах – 355–368 кДж/моль). Мн. органобораны являются кислотами Льюиса, легко окисляются; низшие триалкилбораны $\ce{R3B}$, диалкил(хлор)бораны $\ce{R2BCl}$ и борацикланы на воздухе самовоспламеняются и горят зелёным пламенем. Триалкилбораны устойчивы в воде, спиртах, аминах, растворах неорганич. кислот и щелочей до темп-ры 100–130 °C, расщепляются органич. кислотами до $\ce{RH}$ и $\ce{B(OCOR')_{3}}$ при нагревании до 20–200 °C.
Уникальное свойство алкилборанов – миграция атома B в конец углеродной цепи при 150–200 °C. Алифатич. и ароматич. Б. с. при пиролизе циклизуются в борацикланы, напр. три-н-бутилборан – в 1-бутилборациклопентан. Для функциональных Б. с. характерны $\alpha$-миграция радикала и атома $\ce{H}$, а также $\beta-, \gamma-, \delta-$ распад (синтез алкенов, циклопропанов, циклобутанов).
Осн. реакции Б. с.: электрофильное деборирование (напр., протолиз) и присоединение по кратным связям; радикальные реакции; реакции с участием $\alpha-$ или $\beta-$атома водорода; преобразование органич. радикалов при атоме В; перегруппировки типа Вагнера – Меервейна; аллильная перегруппировка в реакциях аллилборанов. Атом бора в Б. с. можно заместить практически на любую функциональную группу; при этом конфигурация $R$, как правило, сохраняется.
Осн. способы получения Б. с.: взаимодействие металлоорганич. производных с соединениями со связью $\ce{B - X}$ ($\ce{X}$ – галоген, $\ce{OR, SR, NR2}$); гидроборирование, а также аллил-, тио- и галоборирование алкенов, диенов, ацетиленов, алленов; реакции $\ce{ArH}$ и $\ce{ArI}$ c $\ce{BX3}$ ($\ce{X - H}$, галоген); обменные реакции, напр. $\ce{R3B}+ \ce{BX3 } \to \ce{R2BX}+\ce{RBX2}$; переалкилирование, изомеризация и пиролиз др. борорганич. соединений.
Б. с. применяют для синтеза бороводородов и карборанов, производные арилборных кислот – для синтеза несимметричных диарилов; как добавки к моторным и реактивным топливам, смазочным маслам и красителям; как катализаторы и сокатализаторы полимеризации непредельных соединений и окисления углеводородов; антиоксиданты, бактерициды, фунгициды; реагенты в химич. анализе. Некоторые Б. с. используют в медицине, в частности для нейтронной терапии раковых опухолей.