카르보레인

카보레인은 붕소, 탄소, 수소 원자로 구성된 전자질산(비분류적으로 결합) 군집이다.^[1] 많은 관련 붕소 하이드라이드와 마찬가지로, 이 군집들은 다면체 또는 다면체의 파편이다. 카보레인은 이성애자의 한 종류다.^[2]

범위 면에서, 카보레인은 케이지 틀 안에 5개, 14개 정도의 원자를 가질 수 있다. 대다수는 두 개의 새장 탄소 원자를 가지고 있다. 상응하는 C-alkyl과 B-alkyl 유사점도 몇 가지 경우에 알려져 있다.

구조 및 본딩

카보레인과 붕소는 전형적인 유기 화합물과 극명한 대조를 이루는 3차원 케이지(클러스터) 기하학적 구조를 채택한다. 케이지가 시그마(시그마)와 호환되는 반면, 탄화수소는 일반적으로 체인 또는 링이다.

다른 전자 분해 다면 성단의 경우처럼, 이러한 성단 화합물의 전자 구조는 Wade-Mingos 규칙으로 설명할 수 있다. 이러한 군집은 관련 붕소 하이드라이드와 마찬가지로 다면체 또는 다면체의 파편이며, 완전한(클로소-) 다면체 또는 하나(도-), 둘(아라크노-), 셋(하이포) 또는 정점 이상의 다면체를 나타내는지에 따라 클로소-, 니도-, 아라크노-, 히포- 등으로 유사하게 분류된다. 카보레인은 이단계의 주목할 만한 예다.^[2]^[3] 본질적으로, 이 규칙들은 B-B, C-C, B-C 상호작용을 위해 분산된 다중심적 결합을 강조한다.

이소머스

카보레인의 기하학적 이소머는 케이지 안에 있는 탄소의 다양한 위치에 기초하여 존재할 수 있다. Isomer는 복합체의 이름에 숫자 접두사를 사용할 필요가 있다. 클로고 디카바데카보란은 1,2-, 1,7-, 1,12-CBH의 세 개의 이소머로 존재할 수 있다.₂₁₀₁₂

준비

카보레인은 많은 경로에 의해 준비되었는데, 가장 흔한 것은 알킬 시약을 붕소 하이드라이드 클러스터에 첨가하여 디카본 카보레인을 형성하는 것이다. 예를 들어, 아세틸렌을 사용한 펜타보레인(9)의 고온 반응은 다른 제품뿐만 아니라 여러 대의 클로저 카보레인을 제공한다.

nido-BH₅₉ + CH₂₂

{\overset {500{-}600\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\overset {500{-}600\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

-

{\overset {500{-}600\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\overset {500{-}600\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\overset {500{-}600\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\

^{\

circle }{\text

}{\text

}

C}}{\longrightarrow }}}

폐장-1

{\overset {500{-}600\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

,5-CBH,₂₃₅ 폐장-1,6-CBH,₂₄₆ 2,4-CBH

낮은 온도에서 반응이 수행되면 오픈케이지 카보레인을 얻는다.

nido-BH₅₉ + CH₂₂

{\overset {200\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\overset {200\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\overset {200\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\overset {200\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

{\

{\text

}

C}}{\longrightarrow }}

nido-2

{\overset {200\ ^{\circ }{\text{C}}}{\longrightarrow }}

,4-CBH

다른 절차에서는 세 개 또는 네 개의 케이지 탄소 원자(ref)를 포함하는 카보레인을 생성한다. [1],[4],[5]^[clarify])

모노카르바 파생상품

모노카보레인은 BC케이지가_n 있는 클러스터다. 12-Vertex 파생상품은 가장 잘 연구되고 있지만, 몇몇은 알려져 있다.

일반적으로 그것들은 붕소 하이드라이드 클러스터에 탄소 1개 시약을 추가하여 준비된다. 1탄소 시약으로는 시안화, 이소시아니드, 포름알데히드 등이 있다. 예를 들어, 데카보란과 포름알데히드로부터 모노카바도데카보트([CBH])₁₁₁₂⁻가 생성되고 그 뒤에 보란 디메틸설프화(boran dimethylsulfide가 첨가된다.^[4]^[5] 모노카보레기는 음이온을 약하게 조정하기 위한 전조물질이다.^[6]

디카바 성단

디카르바보레인은 알키네스를 두 탄소중심의 원천으로 삼아 붕소 하이드리드로부터 준비될 수 있다. 위에서 언급한 클로고-CBH 시리즈 외에도 nido-CBH(BH를₅₉ 포함한 등구조 및 이소전자)와 arachno-CBH를 포함한 몇몇 오픈카이지 디카본 종들이 알려져 있다.₂₇₁₃

nido-CBH의 구조로,₂₄₈ 저연접 부위의 탄소, B 중심 사이의 수소를 열린 면에^[7] 브리징하는 것

RCBH₂₂₁₀₁₀(Ricosaheadral closho-dicarbadecaborane 파생상품) 합성은 알키네스를 RC₂₂ 선원으로, 데카보레인(BH₁₀₁₄)을₁₀ 사용하여 B 유닛을 공급한다.

케이지 크기별 분류

다음 분류는 그라임스의 카보레인에 관한 책에서 개작한 것이다.^[1]

소형 오픈 카보레인

이 클러스터군은 CBH₅₉, CBH₂₄₈, CBH₃₃₇, CBH₄₂₆ 및 CBH를₂₃₇ 포함한다. 이 화합물에는 비교적 적은 양의 작업이 투입되었다. 펜타보레인[9]은 아세틸렌과 반응하여 니도-1,2-CBH를 부여한다.₂₄₈ 하이드라이드 나트륨으로 처리하면 후자는 소금 Na[1,2-CBH]₂₄₇를 형성한다.

소형 폐쇄형 카보레인

이 클러스터 제품군은 클로징 케이지 CBH₂₃₅, CBH₂₄₆, CBH₂₅₇ 및 CBH를₅₇ 포함한다. 이 성단 집단은 또한 합성적 어려움 때문에 가볍게 연구된다. 또한 합성 도전의 반영으로, 이들 화합물들 중 다수는 알킬 유도체로 가장 잘 알려져 있다. 1,5-CBH는 이 5개의 버텍스 케이지 중 유일하게 알려진 이성질체다.

중형 카보레인

1,3-CBH의 구조 (표시되지 않은 정점은 모두 BH이다.

이 클러스터 제품군은 클로징 케이지 CBH₂₆₈, CBH₂₇₉, CBH₂₈₁₀ 및 CBH를₂₉₁₁ 포함한다.

이소머리즘은 이 계열에서 잘 확립되어 있다: 1,2-와 1,6-CBH,₂₆₈ 2,3-와 2,4-CBH,₂₅₇ 그리고 2,3-CBH와 같은 오픈카이지 카보레기, 1,2-CBH와 1,3-CBH.₂₉₁₃ 일반적으로 비인접 케이지 탄소 원자를 가진 이소머는 인접한 탄소를 가진 이소머보다 열적으로 안정적이기 때문에 가열은 골격에서 탄소 원자의 상호 분리를 유도하는 경향이 있다.

중간 핵성의 카보레인은 CBH로부터₂₉₁₂⁻ 시작하여 이러한 방정식에 요약된 카보레인으로 시작하는 분해에 의해 가장 효율적으로 생성된다.

CBH₂₉₁₂⁻⁺ + H → CBH₂₉₁₃

CBH₂₉₁₃ → CBH₂₉₁₁₂ + H

이와는 대조적으로 소형 카보레인은 대개 펜타보레인 + 알카인 등의 경로를 빌드업하여 준비한다.

이 11-Vertex 군집의 크롬산화는 디버론화를 초래하여 CBH를₂₇₁₃ 제공한다. 그 종으로부터, 다른 군집들은 열분해에 의해 발생하며, 때로는 디보레인(CBH₂₆₈, CBH₂₈₁₀, CBH₂₇₉)이 존재한다.^[1]

이코사헤드랄 카보레인

이코사면 충전 중립형 클로징 카보레인, 1,2-, 1,7- 및 1,12-CBH(공식 명칭에서 직교, 메타, 파라 카보레인)는 특히 안정적이며 상업적으로 사용할 수 있다.^[8]^[9] 1,2-이소체는 데카보레인과 아세틸렌의 반응으로 먼저 형성된다. 불활성 대기에서 가열 시 정량적으로 1,7 이등분체로 변환한다. 1,2~1,12 이등분체의 형성은 700 °C가 필요하며, 25%의 ca. 항복으로 진행된다.^[1]

[CBH]₁₁₁₂⁻도 잘 확립되어 있다.

반응

카보레인의 기저 유도 열화는 음이온 니도 유도체를 부여하는데, 이는 전환 금속의 리간드로 채용될 수 있으며, 케이지 프레임워크에 하나 이상의 전환 금속 또는 주군 금속 원자를 포함하는 카보레인인 야금류를 생성한다. 가장 유명한 것은 디카볼라이드, M[CBH]라는 공식을 가진 콤플렉스다.₂₉₁₁_2-^[10]

리서치

디카볼라이드 단지는 여러 해 동안 많은 신청에 대해 평가를 받아왔지만 상업적 신청은 드물다. bis(dicarbollide)[Co(CBH)]₂₉₁₁₂⁻는 방사선과에서 Cs를⁺ 제거하기 위한 침전물로 사용되어 왔다.^[11]

카보레인의 의료적 응용은 탐구되어 왔다.^[12]^[13] C 기능화된 카보레인은 붕소 중성자 포획 요법을 위한 붕소의 원천을 나타낸다.^[14]

화합물 H(CHBCl₁₁₁₁)는 초산성으로 양성자 벤젠, CH로₆⁺
₇ 분리 가능한 소금을 형성한다.^[15] 그것은 풀레렌, C를₆₀ 양성한다.^[16]

참고 항목

참조

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외부 링크

재료 안전 데이터 시트

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