Борорганические соединения

Борорганические соединения — соединения бора, углерода и некоторых других элементов. Такими элементами могут быть водород, галогены, сера, азот и так далее. В борорганических соединениях, в отличие от карбидов бора, бор связан с органическим остатком.

клозо-1,2-дикарбадодекаборан(12) (o-карборан)— пример борорганического соединения

Классификация[1]

Все борорганические соединения подразделяют на несколько классов:

• Органобораны, производные борана BH₃, в которых один или несколько атомов водорода замещены на органические радикалы и/или галоген, гидрокси-, амино-, гидросульфат-, нитро- или другую группу (общая формула — R_nBX_3-n, n=1-3)
• Нейтральные комплексы органоборанов и других веществ, таких как эфиры, аммиак и замещённый амины, сульфиды, фосфины и так далее (общая формула — R_nBX_3-n•L, n=1-3)
• Органобораты, или соли комплексных кислот бора и металлов или аммония(общая формула — M[R_nBX_4-n], n=1-4)
• Борониевые соли, или соли органоборатов и кислот (общая формула — [R_nX_2-nBL₂]Y)
• Циклобораны, или циклоалканы (-ены), содержащие атом бора в цикле
• Карбораны
• Некоторые другие соединения, типа замещённый диборанов, полимерных боралканов и так далее

Во всех формулах R — органический радикал, X — водород, галоген, гидрокси-, амино- или иная подобная группа, L — эфир, аммиак, сульфиды и так далее, М — металл или любой другой катион, Y — анион (например, кислоты).

Наиболее изученными являются алкил-, циклоалкил-, арил-, алкенил- и аллилбораны, а также борацикланы.

Применение[2]

Основные статьи: Получение спиртов и Бор (элемент)

В органическом синтезе активно применяются такие соединения, как дисиамилборан, тексилборан, 9-борабициклононан и диизопинокамфеилборан. Их применяют для избирательного восстановления тройной связи до двойной, а также для получения спиртов против правила Марковникова. Общий механизм присоединения боранов по кратной связи таков:

При этом образуется промежуточное циклическое соединение с двумя трёхцентровыми двухэлектронными связями B-H-C.

Далее получившееся соединение можно подвергнуть кислотному гидролизу (наиболее активно реакция идёт с карбоновыми кислотами из-за образования промежуточного шестичленного цикла на водородных связях), и получить алкан (если изначально был взят алкен) или цис-алкен (если изначально был взят алкин). А можно подвергнуть перекисному гидролизу в щелочной среде, и получить спирт с гидроксигруппой у более гидрированного атома углерода, то есть против правила Марковникова. Если в этом случае изначально был взят алкин, то образовавшийся енол подвергнется кетоенольной таутомеризации по правилу Эльтекова-Эрленмейера с образованием двух изомерных кетонов (за исключением случая с концевой тройной связью, когда образуется один кетон, и ацетилена, когда образуется ацетальдегид).

Примечания

1. Михайлов Б. М., Бубнов Ю. Н., Борорганические соединения в органическом синтезе
2. М., 1977; Пел тер А., Смит К., в кн.: Общая органическая химия, пер. с англ., т. 6, ч. 14, М., 1984, с. 233—537