Karborán, Krugosvet enciklopédia
Karborán, pontosabb név - orto-karborán, szerves bórvegyület készítmény B10 H10 C2 H2. Színtelen kristályos anyag, amelynek enyhe illata kámfor, olvadáspont: 287-293 ° C, különösen ellenáll az erős savak és bázisok, oxidálószerek és ellenáll melegítés 450 ° C-on
Történelmi háttér.
Az 1960-as, 20 in. származott megnövekedett érdeklődés-bór-hidridet (tartalmazó vegyületek B-N kötés, gyakran nevezik boránokkal), amelyek vonzó, mint anyagok ígéretes hatékony hajtógáz. fűtőértékű hidridek (
70 kJ / g), lényegesen magasabb, mint a szénhidrogének (45 kJ / g). A hátrány az ismert mire a különböző boránok volt a rendkívül alacsony stabilitása, ezek könnyen oxidálja a levegő oxigénjével, és gyorsan elbontjuk lúgok és alkoholok. A keresés a stabil bór-hidrid karborán arra a felismerésre vezetett, 1963-ban kapott szinte egyszerre különböző kutatók csoportjai.
Nyitva karborán köre messze blokkolta a gyakorlati feladatokat állítottak elején tanulmányokat. A megjelenése karborán jelölt létrehozása egy új fejezetet kémiai tudomány volt, és az egyik legfontosabb esemény a 20. században a kémia.
Szintézisét és szerkezetét karborán.
Első karborán kezdődik bór-BCI3. redukcióval hidrogénnel formák diboránnal B2 H6. A fűtés képződéséhez vezet diborán szövetváz-bór-hidridet B10 H14 (dekaboránt), amely egy üres belső magot alkotó karborán. A kölcsönhatás a B10 H14 dekaboránt. acetilénnel képződött karborán:
Meg kell jegyezni, hogy a szerkezeti képletekben bemutatott fenti dekaboránt karborna vonalak összekötő atomok nem képviseli a hagyományos vegyértékkötéseket, ebben az esetben ezeket használják, hogy jelezze az alak a hasított csúcsainak amelyek található atomok. A karborán-bór-hidrid és bór és szénatommal vannak összekötve úgynevezett három-központ kötést. Amikor létrejött az összeköttetés a három atom alkalmazásával végezzük két elektront.
Karborán olyan szerkezetű szinte ikozaéder (görög eikosi -. Húsz HEDRA - arc). Ez poliéder összeszerelt húsz háromszögek, és miután tizenkét csúcsok:
Molekula karborán nagymértékben szimmetrikus, akkor lehet végrehajtani a két szimmetriasík (szimmetriasík felező az objektum két tükröző azonos félből). Az egyik sík tartalmaz egy összekötő vonalon a két szénatommal, a második sík merőleges ezt a kapcsolatot.
A kémiai tulajdonságai karborán.
Karborán fő tulajdonsága abban a tényben rejlik, hogy a vegyérték elektronok, az atomok kötődésének bór és szén nem tartoznak bizonyos atomok, és eloszlik a tartószerkezet-molekula, azaz, delokalizált. Ez a tulajdonság a fő jellemzője aromatikusságának ebben az esetben aromásság három-dimenziós szerkezet jelenti tehát egy példa karborán ömlesztett aromásság. Az egységes zárt elektronikus rendszer vezet stabilizációs a molekula az oka a magas kémiai stabilitást az alváz.
A elektronsűrűség a karborán egyenetlenül oszlik el. szénatomok hordoznak pozitív töltést, eredményeként a hidrogén át a C-H - kommunikációs válik savas természetű, és könnyen helyettesíthető egy alkálifém, például lítium, mint ahogy ez történik acetilén. Ugyanakkor, a kialakulását mind mono - és dilítium-származékok. Ezeknek a különböző származékok, amelyekben a bevezetett csoport kapcsolódik egy szénatomhoz kapcsolódik állíthatjuk elő még: alkil- és aril-származékok (1. reakció, 2), karboxil- (3. reakció), és sok más származékok. Az egész látható áramkör valójában olyan összefoglaló jellemzők szerves származékai az alkálifémek in Organic Synthesis, ebben az esetben példa mutatja karborán.
Aromás tulajdonságai karborán legtisztábban nyilvánul meg, hogy a hidrogénatomot a bóratom. Ez már az előzőekben említettük, hogy a pozitív töltés lokalizálódik a szénatomok, így, egy negatív töltés, és a maximális elektron sűrűség összpontosul atomok bór, a legtávolabbi szén, a csere hatására a reagensek, vonzódik a negatív kapus (elektrofil reagens), általában tartják meg ezeket bóratomot. Csakúgy, mint a többi aromás karborán könnyen halogénezésével (reakció 1), egy nitril (reakció 2) és az alkilezett (3. reakció):
Az így kapott származékok képezik az alapját előállítására különböző szubsztituált karboránok a reakciók alkalmazott védőcsoportok az aromások.
"Family" karboránokban.
Fejlesztése karborán kémia vezetett nagyszámú rokon vegyületek. Ez most lehet beszélni egy nagy család karboránokban. Először is, mi tárgyalunk az orto-karborán van két különböző izomereket a elrendezése szénatomok a vázszerkezet. Van nevük kölcsönzött diszubsztituált benzol-származékok: orto -, meta -, és a para. Orto - a másik két karborán izomer által alkotott termikus átrendeződés:
Karboránok is kapunk különböző arányai mellett a szén és bór atomok, amelyeknek változatos keret alakját:
Mivel a relatív a szintézis könnyűsége és a stabilitás a kizárólagos szövetváz különböző kémiai átalakítások a leginkább tanulmányozott orto-karborán.
Egyes fémek is épült a karborán keret, amely egy úgynevezett geterokarborany, ahol a fém-atomok kötődnek a bór és szénatomok ugyanazzal a három-központ kötvények:
Alkalmazás.
Karborán és származékait adalékként felhasznált szilárd hajtóanyag előállítására hőálló polimer anyagok, és a ragasztó készítmények képződését boruglerodnyh anyagok napelemek, és gyógyszerek előállítására neutronbefogási terápia a rosszindulatú daganatok.