Tris(pentafluorofenil)borano

Tris(pentafluorofenil)borano
Formula del tris(pentafluorofenil)borano
Modello del tris(pentafluorofenil)borano
Nome IUPAC
tris(pentafluorofenil)borano
Caratteristiche generali
Formula bruta o molecolare	C18BF15
Aspetto	solido incolore
Numero CAS	1109-15-5
Numero EINECS	414-000-7
PubChem	582056
SMILES	B(C1=C(C(=C(C(=C1F)F)F)F)F)(C2=C(C(=C(C(=C2F)F)F)F)F)C3=C(C(=C(C(=C3F)F)F)F)F
Proprietà chimico-fisiche
Temperatura di fusione	126–131 °C (399–404 K)
Indicazioni di sicurezza
Simboli di rischio chimico
attenzione
Frasi H	315 - 319 - 335
Consigli P	261 - 305+351+338

Il tris(pentafluorofenil)borano è il composto chimico con formula (C₆F₅)₃B. Disponible in commercio, questo reattivo di organo-boro è un acido di Lewis caratterizzato da notevole forza e stabilità. Viene ampiamente usato per la sua versatilità, per la relativa inerzia dei legami B–C, e per il suo ingombro sterico.

Struttura

La struttura della molecola (C₆F₅)₃B è stata determinata tramite diffrazione elettronica in fase gassosa. Il nucleo BC₃ è planare; i tre gruppi arilici sono inclinati rispetto a questo piano e disposti a elica, con un angolo di torsione di circa 40,6°. La simmetria risulta D₃. Esiste una certa coniugazione tra la densità elettronica degli atomi di fluoro in para con l'atomo di boro.

Sintesi

Il composto fu sintetizzato per la prima volta nel 1963 da Gordon Stone e collaboratori facendo reagire n-butillitio, pentafluorofenilbromuro e BCl₃ in soluzione di pentano a -78 °C sotto atmosfera inerte. Tuttavia, c'è il rischio che il reagente di litio esploda a temperatura ambiente rilasciando fluoruro di litio. Specie per sintesi su larga scale è quindi più conveniente usare un reattivo di Grignard che può essere scaldato a riflusso in toluene senza problemi:

${\ce {3C6F5MgBr + BCl3 -> (C6F5)3B + 3MgBrCl}}$

Proprietà

È un composto molto stabile rispetto agli alogenuri di boro: è un solido incolore stabile per vari giorni anche a 270 °C, e resiste all'ossidazione atmosferica. A contatto con acqua reagisce eliminando C₆F₅H, ma la reazione è così lenta che (C₆F₅)₃B può essere usato in ambiente acquoso come catalizzatore in sintesi organica. È un ottimo acido di Lewis, un po' più forte di BF₃, anche se meno di BCl₃.

Applicazioni

In ambito industriale (C₆F₅)₃B è usato nelle reazioni di polimerizzazione di alcheni come attivatore del catalizzatore vero e proprio. In questa applicazione (C₆F₅)₃B funge da acido di Lewis, rimuovendo un gruppo metile dal complesso di zirconio:

${\ce {(C6F5)3B +(C5H5)2Zr(CH3)2 -> [(C5H5)2ZrCH3]+[(C6F5)3BCH3]-}}$

L'anione borato formato è scarsamente coordinante ma stabilizza la specie cationica di zirconio, dove si è liberato un sito di coordinazione. In questo sito disponibile lo zirconio può così coordinare un alchene; si ha poi inserzione migratoria dal metile ancora legato al metallo formando un legante propile. In seguito il processo continua facendo allungare la catena del polimero. Sono stati sviluppati anche sistemi catalizzatore/attivatore immobilizzati su un supporto inorganico inerte come la silice.

(C₆F₅)₃B trova impiego anche in altre reazioni sia stechiometriche che catalitiche in chimica organica e metallorganica. Ad esempio strappando un idruro da un silano catalizza l'idrosililazione di immine e composti carbonilici organici. In ambito stechiometrico (C₆F₅)₃B può formare addotti con basi di Lewis anche molto deboli, permettendo la sintesi di nuovi composti con strutture inusuali.

Coppie di Lewis frustrate

(C₆F₅)₃B è un reagente chiave per illustrare il concetto di coppia di Lewis frustrata. Questa terminologia indica un composto o una miscela contenenti un acido e una base di Lewis che non possono formare un addotto classico a causa di impedimenti sterici. Questi sistemi mantengono la loro reattività acido base di Lewis, e la possono sfruttare nei confronti di altre molecole. Ad esempio la combinazione di (C₆F₅)₃B con una fosfina molto ingombrata tipo la tricicloesilfosfina può provocare eterolisi in substrati come l'idrogeno molecolare:

${\ce {(C6F5)3B + PCy3 + H2 -> (C6F5)3BH- + HPCy3+}}$

Bibliografia

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