v loňském roce bylo oznámeno, že karborane superacid H-(CHB11F11) (viz obr. 1) byl syntetizován a že jeho prvenství síly nad všemi ostatními známými superacidy bylo potvrzeno 1. Jedná se o extrémně citlivou na vlhkost, která byla připravena ošetřením sloučeniny bezvodým HCl. Tato nová sloučenina sesazen další carborane související superkyselinu, tj. H-(CHB11Cl11), druhé bytí králem síly mezi kyseliny během několika posledních let, až do roku 2014., To je zajímavé, že karboranové superacidy jsou jemné a nekorozivní sloučeniny. Jak by to mohlo být? Lze očekávat, že nejsilnější kyselina bude extrémně reaktivní, toxická atd., všimněte si, že silná minerální kyselina HF rozpouští sklo!

To je možné, protože kyselina síla je definována jako možnost, aby se uvolnil vodík (proton); nejsilnější kyselina ztrácí proton nejjednodušší podle běžně známé reakce HA  H+ + A–. V případě kyseliny H-(CHB11F11) je vodík spojen s fluorem (viz obr. 1) určuje jeho kyselost. To stojí za zmínku, že žíravost kyseliny je spojena s chemií anionu (a -)., To je důvod, proč silná kyselina HF rozpouští sklo, protože anion fluoru jako silný nukleofil reaguje s křemíkem, který porušuje vazbu Si-o.

anion nejsilnější kyselina je alespoň základní; lze říci, že kyselina, HA, snadno ztrácí proton a že odpovídající báze, anion, přitahuje tento proton s obtížemi. Rozsah síly nedávno zavedených kyselin je spojen s posledně uvedenými prohlášeními 2; přesně se týká bazicity a– aniontů, kde nejméně základní anion odpovídá nejsilnější kyselině HA., Jedná se o stupnici HH, která řadí schopnost akceptoru vodíkové vazby a– aniontů v komplexech s trioktylamoniovým iontem (viz obr. 2). Silnější basicity A– anion, tím slabší je odpovídající kyseliny HA a nižší je N-H strečink frekvence. Například experimentální frekvence (měřeno v CCl4) pro trioktylamonium ion interagující s CL– a NO3– anionty odpovídajícími známým minerálním kyselinám HCl a HNO3 se rovnají 2330 cm-1 a 2451 cm-1 . To znamená, že HNO3 je silnější kyselina než HCl podle této škály chovné NH.,

Na druhou stranu, tyto frekvence pro komplexy s CHB11Cl11–a CCH3B11F11–anionty odpovídající carborane kyselin výše 3163 cm-1 a 3219 cm-1, respektive, mnohem více než pro známé minerální kyseliny., To je zajímavé, že pro B(C6F5)4– aniontový komplex, 3233 cm-1 bylo zjištěno protažení NH, co může znamenat, že odpovídající kyselina H-B(C6F5)4 by měla být nejsilnější. To však není pravda! Druhý druh neexistuje kvůli kyselému štěpení vazby B-C. Relativně základní rozpouštědla mohou neutralizovat protonovou kyselost, aby se zabránilo takovému štěpení, jako například v diethyletheru, kde existují následující druhy – ., Navzdory skutečnosti, že kyselost kationtů solvaled je obvykle milionkrát nižší než u nahých kationtů, je stále vysoké klasifikovat odpovídající sloučeniny jako super kyseliny. Zde lze zmínit další báze, jako například PF6–, SbF6– nebo BF4–, které často nejsou v literatuře správně považovány za anionty odpovídající super kyselinám. To je třeba si uvědomit, že odpovídající kyseliny neexistují, pouze v případě H+ kationty jsou zapojeny do interakcí s rozpouštědly, jako u výše uvedených B(C6F5)4– anion.,

termín super acid byl použit několikrát předtím. Ten druhý byl představen brzy jmenovat kyseliny, které jsou silnější než konvenční minerální kyseliny; to je obecně přijímáno, že super kyselina odkazuje na druhy s kyselostí vyšší než 100% čistá kyselina sírová; moderní definice tvrdí, že super kyselina je médium, ve kterém chemický potenciál protonů je vyšší než v čisté kyseliny sírové.,

Četné carborane kyseliny mohou být klasifikovány jako super kyselin, které jsou mnohem silnější než tradiční minerální kyseliny; a to se týká nejen chlór a fluor druhů již bylo zmíněno dříve zde ale také skupiny, kde atomy vodíku v –ion, které jsou jen částečně nahrazuje halogenové atomy, nebo se to týká i jiných podobných a příbuzných sloučenin; lze zmínit; H-(CHB11H5Cl6), H-(CHB11H5Br6), H-(CHB11H5I6), H-(CC2H5B11F11) atd., Ostatní váhy byly také použity k prokázání carborane kyselin jsou zařazeny mezi nejsilnější z nich; jsou to: 13C NMR chemický posun rozdíl mezi vhodnými atomy uhlíku; měření plynné fáze entalphy z deprotonation, výpočet disociační energie, použití logaritmické Hammett kyselost měřítku atd. Všichni potvrzují, že karboranové kyseliny, navzdory tomu, že jsou jemné, ale snadno ztrácejí proton; jednodušší než jakýkoli jiný známý chemický druh.,

carborane kyselin se významně liší od ostatních super kyselina média, jsou většinou krystalické pevné látky, tedy snadno manipulovat. Oni často reagují s alkany, což vede k jejich protonaci; například, H-(CHB11F11) kyselina tvoří komplex s vodou nebo reaguje s benzenem, které tvoří benzenium iontové soli; ; fluor carborane kyseliny (až do teď nejsilnější kyselina) reaguje i s butan. Obr., 3 ukazuje fragment krystalové struktury toluenium 7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborate toluen solvate, které mohou být léčeny jako produkt reakce H-(CHB11H5Br6) super kyseliny s toluen: atom vodíku připojený k jednomu z bromu centra se snadno uvolní, vedoucí k vytvoření toluenium kation a CHB11H5Br6– anion 3.

obrázek 3., Fragment krystalové struktury toluenium 7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborate toluen solvate (vlevo); šedá – vodíky, černé uhlí, hnědé – bromines, růžová – borons; struktura převzato z Cambridgeské Strukturní Databáze: čtvrt milionu krystalové struktury a rostoucí, F. H. Allen, Acta Cryst. 2002, B58, 380-388; stejný fragment s kuličkami van der Waals je uveden na pravé straně.,

Obrázek 4 představuje benzenium iontové soli ; taková krystalová struktura je produktem protonace z benzen, C6H6, carborane super kyselina, H-CHB11F11 bylo nedávno oznámeno . Obrázek však ukazuje výsledek výpočtů b3lyp / 6-311++G(d,p) 4, které odpovídají komplexu v energetickém minimu. Lze vidět vynikající shodu mezi experimentálními výsledky (krystalová struktura) a teoretickými výzkumy (výpočty). Benzenová část drží proton silnější než kyselina karboranová, což vede k tvorbě kationtu benzenu., Nakonec se můžeme zeptat na význam studií, které jsou zde stručně prezentovány. V literatuře se často uvádí, že superacidy jsou velmi účinné při mnoha reakcích, lze zmínit, že jsou velmi účinnými katalyzátory pro různé elektrofilní transformace uhlovodíků, nasycených i aromatických. Další četné reakce superacidů jsou podstatného praktického zájmu 5.