se informó el año pasado que el superácido carborano H – (CHB11F11) (ver Fig. 1) fue sintetizado y que su primacía de la fuerza sobre todos los otros superácidos conocidos fue confirmada 1. Este es un sólido extremadamente sensible a la humedad que se preparó mediante un tratamiento del compuesto con el HCl anhidro. Este nuevo compuesto destronó a otro superácido relacionado con el carborano, es decir, H – (CHB11Cl11), siendo este último el rey de la fuerza entre los ácidos durante los últimos años, hasta 2014., Esto es interesante que los superácidos carboranos son compuestos suaves y no corrosivos. Cómo podría ser? Uno puede esperar que el ácido más fuerte sea extremadamente reactivo, tóxico, etc., tenga en cuenta que un fuerte ácido mineral HF disuelve el vidrio!

esto es posible ya que la fuerza ácida se define como la posibilidad de liberar el hidrógeno (protón); el ácido más fuerte pierde el protón más fácil de acuerdo con la reacción comúnmente conocida ha A H+ + A–. En el caso del ácido H-(CHB11F11) el hidrógeno conectado con el flúor (véase la Fig. 1) determina su acidez. Vale la pena mencionar aquí que la corrosividad del ácido está relacionada con la química del anión (A–)., Esta es la razón por la que el ácido HF fuerte disuelve el vidrio ya que el anión flúor como un nucleófilo fuerte reacciona con el silicio rompiendo el enlace Si-O.

el anión del ácido más fuerte es el menos básico; se puede decir que el ácido, HA, pierde fácilmente el protón y que la base correspondiente, a– anión, atrae este protón con dificultad. La escala de la fuerza de los ácidos introducidos recientemente está relacionada con las últimas declaraciones 2; precisamente se refiere a la basicidad de los aniones A, donde el anión menos básico corresponde al ácido HA más fuerte., Esta es la escala de Wet NH que clasifica la capacidad del receptor del enlace de hidrógeno de los aniones A en complejos con el ion trioctilamonio(ver Fig. 2). Cuanto más fuerte es la basicidad del anión A, más débil es el ácido HA correspondiente y menor es la frecuencia de estiramiento N-H. Por ejemplo, las frecuencias experimentales de Het NH (medidas en CCl4) para el ion trioctilamonio que interactúa con los aniones Cl y No3 correspondientes a los ácidos minerales conocidos HCl y HNO3 son iguales a 2330 cm– 1 y 2451 cm– 1, respectivamente . Significa que el HNO3 es un ácido más fuerte que el HCl según esta escala de la nh de la escala.,

Por otro lado, estas frecuencias para los complejos con el CHB11Cl11–y CCH3B11F11 aniones correspondientes a la carbonado ácidos cantidad 3163 cm-1 y 3219 cm-1, respectivamente; mucho más que por los ácidos minerales., Esto es interesante que cuanto mayor sea el estiramiento de la nh se detectó para el complejo de aniones B(C6F5)4, 3233 cm– 1, lo que puede significar que el ácido H-B (C6F5)4 correspondiente debe ser el más fuerte. Sin embargo esto no es cierto! Esta última especie no existe debido a la escisión ácida del enlace B-C. Los solventes relativamente básicos pueden neutralizar la acidez del protón para evitar tal escisión, como por ejemplo en el éter dietílico donde existen las siguientes especies – ., A pesar del hecho de que la acidez de los cationes solvaled es generalmente millones de veces más baja que de los cationes desnudos todavía es alta para clasificar los compuestos correspondientes como los superácidos. Se pueden mencionar aquí las otras bases, como por ejemplo PF6 -, SbF6-o BF4 – que a menudo no se consideran correctamente en la literatura como aniones correspondientes a superácidos. Vale la pena señalar que los ácidos correspondientes no existen, solo si los cationes H+ están involucrados en interacciones con los disolventes, como para el mencionado anteriormente B(C6F5)4– anión.,

el término super acid fue usado algunas veces antes aquí. Este último se introdujo desde el principio para designar los ácidos que son más fuertes que los ácidos minerales convencionales; es comúnmente aceptado que el súper ácido se refiere a las especies con una acidez superior al 100% de ácido sulfúrico puro; la definición moderna afirma que el súper ácido es un medio en el que el potencial químico del protón es mayor que en el ácido sulfúrico puro.,

numerosos ácidos carboranos pueden clasificarse como los superácidos, son mucho más fuertes que los ácidos minerales tradicionales; y esto concierne no solo a las especies de cloro y flúor mencionadas anteriormente aquí, sino también a las mitades donde los átomos de hidrógeno en iones solo son reemplazados parcialmente por los átomos de halógeno, o también concierne a otros compuestos similares y relacionados; se puede mencionar; H –(CHB11H5Cl6), H-(CHB11H5Br6), H-(CHB11H5I6), H-(CHB11H5I6), cc2h5b11f11) etc., Las otras escalas también se aplicaron para probar que los ácidos carboranos están clasificados entre los más fuertes; estos son: la diferencia de desplazamiento químico de RMN de 13C entre átomos de carbono apropiados; la medición de la entalfia de la desprotonación en fase gaseosa, el cálculo de la energía de disociación, el uso de la escala logarítmica de acidez de Hammett, etc. Todos ellos confirman que los ácidos carboranos, a pesar de que son suaves, pierden protones fácilmente; más fácil que cualquier otra especie química conocida.,

los ácidos carboranos difieren significativamente de los otros medios súper ácidos, por lo general son sólidos cristalinos de fácil manejo. A menudo reaccionan con alcanos que conducen a su protonación; por ejemplo, el ácido H-(CHB11F11) forma el complejo con agua o reacciona con benceno formando la sal de iones de bencenio; ; este ácido carborano flúor (hasta ahora el ácido más fuerte) reacciona incluso con butano. Higo., 3 muestra el fragmento de la estructura cristalina del solvato de tolueno 7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborato que puede tratarse como un producto de la reacción del súper ácido H-(CHB11H5Br6) con tolueno: el átomo de hidrógeno unido a uno de los centros de bromo se libera fácilmente, lo que conduce a la formación del catión de toluenio y del anión CHB11H5Br6 3.

Figura 3., The fragment of the crystal structure of toluenium 7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborate toluene solvate (left); grey – hydrogens, black – carbons, brown – bromines, pink – borons; the structure taken from the Cambridge Structural Database: a quarter of a million crystal structures and rising, F. H. Allen, Acta Cryst. 2002, B58, 380-388; el mismo fragmento con las esferas de Van der Waals se presenta en el lado derecho.,

La Figura 4 presenta la sal de iones de bencenio; esta estructura cristalina es el producto de la protonación del benceno, C6H6, por el súper ácido carborano, H-CHB11F11, fue reportada recientemente . Sin embargo,la figura muestra el resultado de los cálculos de B3LYP/6-311++G(d, p) 4 correspondiente al complejo que está en el mínimo energético. Se puede ver la excelente concordancia entre los resultados experimentales (estructura cristalina) y las investigaciones teóricas (cálculos). La fracción de benceno mantiene el protón más fuerte que el ácido carborano, lo que resulta en la formación del catión de benceno., Por último, cabe preguntarse por la importancia de los estudios que aquí se presentan brevemente. A menudo se afirma en la literatura que los superácidos son muy efectivos en numerosas reacciones, se puede mencionar que son catalizadores muy efectivos para una variedad de transformaciones electrofílicas de hidrocarburos, tanto saturados como aromáticos. Otras numerosas reacciones de los superácidos son de interés práctico sustancial 5.