Tris(pentafluorphenyl)boran
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| Allgemeines | |||||||||||||||||||
| Name | Tris(pentafluorphenyl)boran | ||||||||||||||||||
| Summenformel | C18BF15 | ||||||||||||||||||
| Externe Identifikatoren/Datenbanken | |||||||||||||||||||
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| Eigenschaften | |||||||||||||||||||
| Molare Masse | 512,0 g·mol−1 | ||||||||||||||||||
| Aggregatzustand | fest[1] | ||||||||||||||||||
| Schmelzpunkt | 126–131 °C[1] | ||||||||||||||||||
| Sicherheitshinweise | |||||||||||||||||||
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| Wenn nicht anders vermerkt, gelten die angegebenen Daten bei Standardbedingungen (0 °C, 1000 hPa). | |||||||||||||||||||
Tris(pentafluorphenyl)boran ist eine organische Verbindung aus der Gruppe der Borane. Es ist eine Lewissäure und wird als Katalysator in verschiedenen Reaktionen eingesetzt.
Geschichte
Über die Herstellung von Tris(pentafluorphenyl)boran wurde erstmals 1964 berichtet.[2]
Herstellung
Tris(pentafluorphenyl)boran kann durch Reaktion von Bortrichlorid mit Pentafluorphenyllithium in Pentan hergestellt werden.[3] Da sich Pentafluorphenyllithium unter Eliminierung von Lithiumfluorid explosiv zersetzen kann, ist Pentafluorphenylmagnesiumbromid[S 1] eine weniger gefährliche Alternative.[2]
Eigenschaften
Tris(pentafluorphenyl)boran ist eine starke Lewissäure, thermisch stabil, chemisch weitgehend inert und weist eine sterisch anspruchsvolle Form auf, was eine sehr vorteilhafte Zusammensetzung von Eigenschaften für katalytische Anwendungen ist.[4] So verlaufen katalysierte Reaktionen in der Regel zügig, unter milden Bedingungen und benötigen nur geringe Mengen an Katalysator.[2]
Die Lewis-Acidität ist größer als die von Bortrifluorid aber kleiner als die von Bortrichlorid.[5] Während andere fluorierte Borane sich bei Erhitzung leicht unter Bildung von Bortrifluorid zersetzen, ist Tris(pentafluorphenyl)boran selbst bei 270 °C mehrere Tage stabil. Auch ist es oxidationsstabil gegen Luftsauerstoff.[2]
Mit Wasser bildet es ein Addukt, das eine starke Brønsted-Säure ist. In Acetonitril ist dessen Säurestärke mit der von Chlorwasserstoff vergleichbar.[6] Im Gegensatz zu vielen anderen Lewissäuren wie Bortrifluorid, Aluminiumchlorid und Zinn(IV)-chlorid zersetzt es sich kaum in Wasser. Die Hydrolyse unter Eliminierung von Pentafluorbenzol verläuft sehr langsam. Die katalytische Aktivität ist jedoch unter wasserfreien Bedingungen besser, vermutlich da so kein Wassermolekül aus dem Addukt verdrängt werden muss.[2]
Reaktionen
Zuerst verwendet wurde Tris(pentafluorphenyl)boran als Co-Katalysator in Ziegler-Natta-Polymerisationen. Daneben katalysiert es eine große Bandbreite an weiteren Reaktionen.[4][7] Dazu gehören Hydrierungen, C-C-Bindungsknüpfungen, beispielsweise Aldolreaktionen; C-Heteroatom-Bindungsknüpfungen, beispielsweise Hydrometallierungen.[4][7] Tris(pentafluorphenyl)boran addiert bei Raumtemperatur an aktivierte Alkine wie Phenylacetylen.[5] Analog kann es in der Reaktion mit Xenondifluorid eine C6F5-Gruppe auf das Xenon übertragen und so eine Xenon-Kohlenstoffbindung erzeugen.[2]
In vielen Fällen katalysiert es Tautomerisierungen von Verbindungen und stabilisiert ein normalerweise instabiles Tautomer. Ein Beispiel ist die Umsetzung mit 1-Naphthol, wobei ein kristallines Addukt entsteht, in dem das Naphthol als Enon-Tautomer vorliegt.[4] Als sterisch anspruchsvolle Lewis-Säure kann Tris(pentafluorphenyl)boran mit einer geeigneten Lewis-Säure, beispielsweise Tri-tert-butylphosphin, frustrierte Lewis-Paare bilden.[8][9]
Einzelnachweise
- ↑ a b c d Datenblatt Tris (pentafluorophenyl) boran bei Sigma-Aldrich, abgerufen am 13. Januar 2025 (PDF).
- ↑ a b c d e f Warren E. Piers, Tristram Chivers: Pentafluorophenylboranes: from obscurity to applications. In: Chemical Society Reviews. Band 26, Nr. 5, 1997, S. 345, doi:10.1039/cs9972600345.
- ↑ A.G. Massey, A.J. Park: Perfluorophenyl derivatives of the elements. In: Journal of Organometallic Chemistry. Band 2, Nr. 3, September 1964, S. 245–250, doi:10.1016/S0022-328X(00)80518-5.
- ↑ a b c d Gerhard Erker: Tris(pentafluorophenyl)borane: a special boron Lewis acid for special reactions. In: Dalton Transactions. Nr. 11, 2005, S. 1883, doi:10.1039/b503688g.
- ↑ a b James R. Lawson, Rebecca L. Melen: Tris(pentafluorophenyl)borane and Beyond: Modern Advances in Borylation Chemistry. In: Inorganic Chemistry. Band 56, Nr. 15, 7. August 2017, S. 8627–8643, doi:10.1021/acs.inorgchem.6b02911.
- ↑ Catherine Bergquist, Brian M. Bridgewater, C. Jeff Harlan, Jack R. Norton, Richard A. Friesner, Gerard Parkin: Aqua, Alcohol, and Acetonitrile Adducts of Tris(perfluorophenyl)borane: Evaluation of Brønsted Acidity and Ligand Lability with Experimental and Computational Methods. In: Journal of the American Chemical Society. Band 122, Nr. 43, 1. November 2000, S. 10581–10590, doi:10.1021/ja001915g.
- ↑ a b Gautam Kumar, Sourav Roy, Indranil Chatterjee: Tris(pentafluorophenyl)borane catalyzed C–C and C–heteroatom bond formation. In: Organic & Biomolecular Chemistry. Band 19, Nr. 6, 2021, S. 1230–1267, doi:10.1039/D0OB02478C.
- ↑ Douglas W. Stephan, Gerhard Erker: Frustrated Lewis Pair Chemistry: Development and Perspectives. In: Angewandte Chemie International Edition. Band 54, Nr. 22, 26. Mai 2015, S. 6400–6441, doi:10.1002/anie.201409800.
- ↑ Douglas W. Stephan: The broadening reach of frustrated Lewis pair chemistry. In: Science. Band 354, Nr. 6317, 9. Dezember 2016, doi:10.1126/science.aaf7229.
Externe Links zu erwähnten Verbindungen
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