Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
Боран – соединение с формулой B<sub>x</sub>H<sub>y</sub> или связанный с ним анион. Известно множество таких боранов. Наиболее распространены те, которые содержат от 1 до 12 атомов бора. Хотя они имеют немного практических применений, бораны демонстрируют структуры и связи, сильно отличающиеся от наблюдаемых в углеводородах. Гибриды боранов и углеводородов, карбораны, также хорошо изучены. Структура диборана была правильно предсказана в 1943 году, спустя много лет после его открытия. Структуры кластеров гидридов бора были определены, начиная с 1948 года, с характеристикой декаборана. Уильям Липскомб был удостоен Нобелевской премии по химии в 1976 году за это и многие последующие кристаллографические исследования. Эти исследования выявили распространенность дельтаэдрических структур, то есть сетей треугольных массивов BH-центров. Химическая связь в кластерах привела к появлению теории пар электронов полиэдрального скелета и правил Уэйда, которые можно использовать для предсказания структуры боранов. Эти правила оказались применимы к описанию структуры многих кластерных соединений. Интерес к боранам возрос во время Второй мировой войны из-за потенциала боргидрида урана для обогащения изотопов урана и в качестве источника водорода для наполнения метеорологических шаров. В США группа под руководством Шлезингера разработала базовую химию анионных гидридов бора и связанных с ними гидридов алюминия. Работа Шлезингера заложила основу для множества реагентов на основе гидридов бора для органического синтеза, большинство из которых были разработаны его учеником Гербертом К. Брауном. Реагенты на основе бора сейчас широко используются в органическом синтезе. Браун был удостоен Нобелевской премии по химии в 1979 году за эту работу.
A borane is a compound with the formula |B {x}H {y}| or a related anion. Many such boranes are known. Most common are those with 1 to 12 boron atoms. Although they have few practical applications, the boranes exhibit structures and bonding that differs strongly from the patterns seen in hydrocarbons. Hybrids of boranes and hydrocarbons, the carboranes are also well developed. The structure of diborane was correctly predicted in 1943 many years after its discovery. The structures of the boron hydride clusters were determined beginning in 1948 with the characterization of decaborane. William Lipscomb was awarded the Nobel prize in Chemistry in 1976 for this and many subsequent crystallographic investigations. These investigations revealed the prevalence of deltahedral structures, i. e., networks of triangular arrays of BH centers. The bonding of the clusters ushered in Polyhedral skeletal electron pair theory and Wade's rules, which can be used to predict the structures of boranes. These rules were found to describe structures of many cluster compounds. Interest in boranes increased during World War II due to the potential of uranium borohydride for enrichment of the uranium isotopes and as a source of hydrogen for inflating weather balloons. In the US, a team led by Schlesinger developed the basic chemistry of the anionic boron hydrides and the related aluminium hydrides. Schlesinger's work laid the foundation for a host of boron hydride reagents for organic synthesis, most of which were developed by his student Herbert C. Brown. Borane based reagents are now widely used in organic synthesis. Brown was awarded the Nobel prize in Chemistry in 1979 for this work.
Реакции Aufbau
Для химика, работающего с борогидридами, одной из важнейших реакций является процесс наращивания, в котором более мелкие кластеры борогидридов присоединяют боран, образуя более крупные кластеры. Этот подход также применим к синтезу металлоборанов.
For the boron hydride chemist, one of the most important reactions is the building up process by which smaller boron hydride clusters add borane to give larger clusters. This approach also applies to the synthesis of metallaboranes,
Гидробороция
Напоминая поведение диборана и его аддуктов, высшие бораны вступают в реакцию гидроборирования. При присоединении гидридов бора к алкину углерод включается в структуру кластера, образуя карбораны, например, C2B10H12.
Reminiscent of the behavior of diborane and its adducts, higher boranes participate in hydroboration. When boron hydrides add an alkyne, the carbon becomes incorporated into the cluster, producing carboranes, e. g. |C2B10H12.
Приложения
Диборан и его мономерные аддукты боран-тетрагидрофуран или боран-диметилсульфид являются полезными реагентами. Они часто используются для гидроборирования в органическом синтезе. Некоторые кобальтовые производные карборанов были коммерциализированы для извлечения |^{137}Cs из радиоактивных отходов. Бораны обладают высокой удельной энергией сгорания по сравнению с углеводородами, что делает их потенциально привлекательными в качестве топлива или воспламенителей. В 1950-х годах велись интенсивные исследования их применения в качестве добавок к авиационному топливу, но эти усилия не дали практических результатов.
Diborane and its monomeric adducts borane–tetrahydrofuran or borane–dimethylsulfide are useful reagents. They are often used for hydroboration in organic synthesis. Some cobalt derivatives of carboranes have been commercialized for sequestering |^{137}Cs from radioactive waste. Boranes have a high specific energy of combustion compared to hydrocarbons, making them potentially attractive as fuels or igniters. Intense research was carried out in the 1950s into their use as jet fuel additives, but the effort did not lead to practical results.
Целевое использование
Поскольку <sup>10</sup>B имеет очень большое сечение захвата нейтронов, производные гидрида бора часто исследовались для применения в терапии рака захватом нейтронов. <sup>10</sup>B + <sup>1</sup>n → (<sup>11</sup>B*) → <sup>4</sup>He + <sup>7</sup>Li + γ (2,4 МэВ)
Because |^{10}B has a very high neutron capture cross section, boron hydride derivatives have often been investigated for applications in Neutron capture therapy of cancer. |^{10}B + ^{1}n → (^{11}B\*) → ^{4}He + ^{7}Li + γ (2.4 Mev)