笼形硼化合物

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含硼的、以多中心键紧密结合的笼形化合物。其结构特征是三维多面体原子簇,也包括一些有缺陷的、不完整的多面体原子簇。

笼形硼化合物可分为仅由硼原子组成的和由硼原子及其他杂原子(如碳、硫、磷、金属等原子)一起组成的两种结构。笼形硼化合物按分子构型分为几个类型:

(1)闭合型结构(图1),所有n个硼、杂原子占据了相应基础多面体的全部n 个顶点,每个硼原子各带一个外向B—H键;

(2)巢型结构(图2),所有n个硼、杂原子占据了具有(n+1)个顶点的基础多面体上n个顶点,有一个顶点空着;

(3)蛛网型结构(图4),多面体顶点有两个空着;

(4)张网型结构(图3),多面体顶点有三个空着。

图 图 图 图

在笼形结构的氢硼酸根双阴离子BnH公式 符号系列中,最重要的乃是B10H崠和B12H崗。(Et4N)2B10H10可由 Et4NBH4在185℃裂解得到(Et为乙基)。若将Et4NBH4在更高温或在Et3N·BH3溶剂中裂解,则可得到(Et4N)2B12H12。B10H崠的结构是一种规则的十六面体,B12H崗的结构则是规则的二十面体。它们对强酸、强碱和氧化剂都很稳定,能形成稳定的强酸:(H3O)2B10H10、(H3O)2B12H12。它们还能与一些试剂特别是亲电试剂取代反应,与烯烃起加成反应。含有杂原子的笼形硼化物最重要的代表是1,2-二碳代十二硼烷。其他可嵌入笼的杂原子主要是ⅤA、ⅥA族元素及过渡金属。

B10H崠是合成碳硼烷的重要中间体,B10H崠和B12H崗的衍生物可用于中子俘获治疗肿瘤,铂和铑的碳硼烷络合物可用作催化剂

参考书目
  1. E.L.Muetterties, Boron Hydride Chemistry,John Wiley & Sons,New York,1975.