tavaly jelentették, hogy a carborane superacid H – (CHB11F11) (Lásd az ábrát. 1) szintetizálták, hogy az erő elsőbbségét az összes többi ismert szuperacid felett megerősítették 1. Ez egy rendkívül érzékeny a nedvesség szilárd, amely állítjuk elő a kezelés a vegyület a vízmentes HCl. Ez az új vegyület egy másik carborane-rel kapcsolatos szuperacidot, azaz H – (CHB11Cl11), az utóbbi a savak erősségének királya néhány elmúlt évben, 2014-ig., Érdekes, hogy a karborán szuperacidok szelíd és nem korrozív vegyületek. Hogy lehet ez? Lehet elvárni, hogy a legerősebb sav rendkívül reaktív, mérgező stb., vegye figyelembe, hogy egy erős ásványi HF sav feloldja az üveget!

Ez azért lehetséges, mert a sav szilárdságát úgy definiálják, mint a hidrogén (proton) felszabadításának lehetőségét; a legerősebb sav elveszíti a protont a legegyszerűbb a közismert ha H+ a–reakció szerint. A H – (CHB11F11) sav esetében a fluorral összekapcsolt hidrogént (Lásd az ábrát . 1) meghatározza annak savasságát. Itt érdemes megemlíteni, hogy a sav korrozivitása az anion (a–) kémiájához kapcsolódik., Ez az oka annak, hogy az erős HF sav feloldja az üveget, mivel a fluor anion, mint erős nukleofil reagál az Si-O kötést megtörő szilíciummal.

a legerősebb sav anionja a legkevésbé bázikus; azt mondhatjuk, hogy a sav, HA, könnyen elveszíti a protont, és hogy a megfelelő bázis, az a– anion nehézséggel vonzza ezt a protont. A közelmúltban bevezetett savak szilárdságának mértéke az utóbbi 2 állításokhoz kapcsolódik; pontosan az a– anionok bázikusságára vonatkozik, ahol a legkevésbé bázikus anion megfelel a legerősebb HA savnak., Ez az NH-skála, amely az a– anionok hidrogénkötési akceptor képességét a trioktilammónium-ion komplexekben rangsorolja (Lásd az ábrát. 2). Minél erősebb az a– anion bázikussága, annál gyengébb a megfelelő HA sav, annál alacsonyabb az N-H nyújtási frekvencia. Például az ismert HCl– nek megfelelő CL– és NO3-anionokkal kölcsönhatásba lépő trioktilammónium-ion (CCl4-ben mérve) nh kísérleti frekvenciái, a HNO3 ásványi savak pedig 2330 cm-1-nek, illetve 2451 cm-1-nek felelnek meg . Ez azt jelenti,hogy a HNO3 erősebb sav, mint a HCl, az NH-skála szerint.,

másrészről, ezek a frekvenciák a chb11cl11–és CCH3B11F11–anionokkal rendelkező komplexek esetében 3163 cm-1, illetve 3219 cm-1-nek felelnek meg; sokkal több, mint az ismert ásványi savak esetében., Ez érdekes, hogy a magasabb a pót NH stretching volt kimutatható a B (C6F5) 4-anion komplex, 3233 cm-1, ami azt jelenti,hogy a megfelelő H-B(C6F5)4 sav legyen a legerősebb. Ez azonban nem igaz! Ez utóbbi faj nem létezik a B-C kötés savas hasítása miatt. A viszonylag alapvető oldószerek semlegesíthetik a proton savasságát, hogy megakadályozzák az ilyen hasadást, például dietil – éterben, ahol a következő fajok léteznek -., Annak ellenére, hogy a solvaled kationok savassága általában milliószor alacsonyabb, mint a meztelen kationoké, még mindig magas a megfelelő vegyületek szuper savakként történő osztályozása. Itt említhetjük a többi bázist, például a PF6–, SbF6– vagy BF4–, amelyeket a szakirodalomban gyakran nem tekintünk helyesen a szuper savaknak megfelelő anionoknak. Érdemes megjegyezni, hogy a megfelelő savak nem léteznek, csak akkor, ha H+ kationok vesznek részt az oldószerekkel való kölcsönhatásokban, mint a fent említett B(C6F5)4– anion esetében.,

a szupersav kifejezést néhányszor használták itt. Ez utóbbit már korán bevezették a hagyományos ásványi savaknál erősebb savak kijelölésére; általánosan elfogadott, hogy a szupersav a 100% – os tiszta kénsavnál nagyobb savasságú fajokra utal; a modern meghatározás azt állítja, hogy a szupersav olyan közeg, amelyben a proton kémiai potenciálja magasabb, mint a tiszta kénsavban.,

Számos carborane savak lehet osztályozni, mint a super savak, ők sokkal erősebbek, mint a hagyományos ásványi savak; s ez vonatkozik nem csak a klór pedig fluor faj korábban is említettem, de itt is a alkotórészei, ahol hidrogén-atom –ion vagy csak részben helyébe a halogén atomok, vagy arra is vonatkozik, más hasonló vagy kapcsolódó vegyületek; lehet említeni; H-(CHB11H5Cl6), H(CHB11H5Br6), H(CHB11H5I6), H(CC2H5B11F11) stb., A többi mérleget is alkalmazták annak bizonyítására, hogy a karboránsavak a legerősebbek közé tartoznak; ezek a következők: a 13C NMR kémiai eltolódási különbség a megfelelő szénatomok között; a deprotonáció gázfázis-entalfiájának mérése, a disszociációs energia kiszámítása, a logaritmikus Hammett savassági skála használata stb . Mindegyikük megerősíti, hogy a karborán savak, annak ellenére, hogy szelídek, mégis könnyen elveszítik a protont; könnyebb, mint bármely más ismert kémiai faj.,

a karboránsavak jelentősen különböznek a többi szupersav közegtől, általában kristályos szilárd anyagok, így könnyen kezelhetők. Gyakran reagálnak az alkánok, ami a meghatároztam; például a H-(CHB11F11) sav formában a komplex vízzel, vagy reagál a benzol alkotó benzenium ion só; ; ez a fluor carborane sav (eddig a legerősebb sav) reagál, még bután. Fig., 3 a toluenium kristályszerkezetének 7,8,9,10,11,12-hexabróm-1-karba-klozo-dodekaborát toluol-szolvát fragmentumát mutatja, amelyet a H-(CHB11H5Br6) szupersav toluollal történő reakciójának termékeként lehet kezelni: az egyik brómcentrumhoz csatlakoztatott hidrogénatom könnyen felszabadul, ami a toluenium kation és a CHB11H5Br6– anion 3 kialakulásához vezet.

3.ábra., A toluenium kristályszerkezetének töredéke 7,8,9,10,11,12-hexabróm-1-karba-klozo-dodekaborát toluol-solvát (balra); szürke – hidrogének, fekete – karbonok, barna – brómok, rózsaszín – bórok; a Cambridge-i szerkezeti adatbázisból vett szerkezet: negyedmillió kristályszerkezet és emelkedő, F. H. Allen, Acta Cryst. 2002, B58, 380-388; ugyanaz a fragmentum van der Waals gömbökkel a jobb oldalon jelenik meg.,

A 4. ábra a benzénion-sót mutatja be -; egy ilyen kristályszerkezet a benzol, C6H6 protonációjának terméke, amelyet a carborane szupersav, a H-CHB11F11 jelentett a közelmúltban . Az ábra azonban a b3lyp/6-311++G(d,p) számítások eredményét mutatja, amely megfelel annak a komplexnek, amely az energetikai minimumban van. Láthatjuk a kísérleti eredmények (kristályszerkezet) és az elméleti vizsgálatok (számítások) közötti kiváló megállapodást. A benzolrész erősebb a protonnál, mint a karboránsav, ami a benzén kation képződését eredményezi., Végül feltehetjük a röviden itt bemutatott tanulmányok jelentőségét. A szakirodalomban gyakran megállapítják, hogy a szuperacidok számos reakcióban nagyon hatékonyak, megemlíthetjük, hogy nagyon hatékony katalizátorok a szénhidrogének különböző elektrofil transzformációihoz, mind telített, mind aromás. A szuperacidok Egyéb számos reakciója jelentős gyakorlati jelentőséggel bír 5.