det rapporterades förra året att karboranen superacid H – (CHB11F11) (se Fig. 1) syntetiserades och att dess företräde av styrkan över alla andra kända superacida bekräftades 1. Detta är en extremt känslig för fukt fast som framställdes genom en behandling av föreningen med vattenfri HCl. Denna nya förening avsatt en annan carborane relaterade superacid, dvs H-(CHB11Cl11), den sistnämnda är kungen av styrka bland syror under några år fram till 2014., Det här är intressant att karboransuperaciderna är mjuka och icke-frätande föreningar. Hur kan det vara? Man kan förvänta sig att den starkaste syran är extremt reaktiv, giftig etc, notera att en stark mineral HF-syra löser upp glas!

detta är möjligt eftersom syrastyrkan definieras som möjligheten att släppa väte( proton); den starkaste syran förlorar proton det enklaste enligt den allmänt kända reaktionen HA H+ + A–. I ett fall av H-(CHB11F11) syra vätet förbundet med fluor (se Fig. 1) bestämmer dess surhet. Detta är värt att nämna här att syraens korrosivitet är kopplad till anionens Kemi (a–)., Det är därför den starka HF-syran löser upp glaset eftersom fluoranjonen som en stark nukleofil reagerar med kisel som bryter Si-O-bindningen.

anionen av den starkaste syran är den minst grundläggande; man kan säga att syran, HA, förlorar lätt proton och att motsvarande bas, a– anion, lockar denna proton med svårighet. Omfattningen av styrkan hos syror som introducerats nyligen är kopplad till de senare uttalandena 2; just det handlar om A– anjonens grundlighet där den minst grundläggande anjonen motsvarar den starkaste ha-syran., Det här är NH-skalan som rankar a– anjons vätebindnings acceptorförmåga i komplex med trioctylammoniumjon (se Fig. 2). Ju starkare basiciteten hos A-anion, desto svagare är motsvarande ha-syra och den nedre är n-h-sträckningsfrekvensen. Till exempel är nh– experimentfrekvenserna (uppmätta i CCl4) för trioctylammoniumjon som interagerar med Cl– och NO3-anjonerna som motsvarar de kända HCl-och HNO3-mineralsyrorna lika med 2330 cm-1 respektive 2451 cm-1 . Det betyder att HNO3 är en starkare syra än HCl enligt denna nh-skala.,

å andra sidan är dessa frekvenser för komplexen med CHB11Cl11–och cch3b11f11–anjoner som motsvarar karboransyrorna 3163 cm-1 respektive 3219 cm-1; mycket mer än för de kända mineralsyrorna., Det här är intressant att den högre nh-sträckningen upptäcktes för B(C6F5)4– anionkomplexet, 3233 cm-1, Vad kan innebära att motsvarande H-B (C6F5)4-syra ska vara den starkaste. Men detta är inte sant! Den senare arten existerar inte på grund av syra klyvning av b-c-bindningen. Relativt grundläggande lösningsmedel kan neutralisera protonsyran för att förhindra sådan klyvning, som till exempel i dietyleter där följande arter finns – ., Trots det faktum att surheten hos de solvalade katjonerna vanligtvis är miljoner gånger lägre än de nakna katjonerna är det fortfarande högt att klassificera motsvarande föreningar som supersyrorna. Man kan nämna här de andra baserna, som till exempel PF6–, SbF6– eller BF4– som ofta inte anses korrekt i litteraturen som anjoner som motsvarar supersyror. Det är värt att notera att motsvarande syror inte existerar, endast om h+ katjoner är involverade i interaktioner med lösningsmedlen, som för ovannämnda B(C6F5)4– anion.,

termen supersyra användes några gånger tidigare här. Den senare introducerades tidigt för att beteckna de syror som är starkare än de konventionella mineralsyrorna.det är allmänt accepterat att supersyra hänvisar till arten med en surhet som är större än 100% ren svavelsyra. den moderna definitionen hävdar att supersyra är ett medium där protons kemiska potential är högre än i ren svavelsyra.,

många karboransyror kan klassificeras som supersyrorna, de är mycket starkare än de traditionella mineralsyrorna; och detta gäller inte bara klor –och fluorarter som nämnts tidigare här utan även de delar där väteatomer i-ion endast delvis ersätts av halogenatomerna, eller det gäller även andra liknande och relaterade föreningar; man kan nämna; H-(CHB11H5Cl6), H-(CHB11H5Br6), H-(CHB11H5I6), h – (CC2H5B11F11) etc. – herr talman!, De andra skalorna applicerades också för att bevisa att karboransyrorna klassificeras bland de starkaste; dessa är: 13C NMR kemisk skiftskillnad mellan lämpliga kolatomer; mätningen av gasfasen entalphy av deprotonation, beräkningen av dissociationsenergin, användningen av den logaritmiska Hammett surhetsskalan etc. Alla av dem bekräftar att karboransyrorna, trots att de är mjuka men de förlorar proton lätt; lättare än någon annan känd kemisk art.,

karboransyrorna skiljer sig avsevärt från det andra supersyramediet, de är vanligtvis kristallina fasta ämnen som sålunda lätt hanteras. De reagerar ofta med alkaner som leder till deras protonation; till exempel bildar h-(CHB11F11) syran komplexet med vatten eller det reagerar med bensen som bildar bensenjonsaltet; denna fluorkarboransyra (hittills den starkaste syran) reagerar även med butan. Fig., 3 visar fragment av en kristall struktur toluenium 7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborate toluen solvate som får behandlas som en produkt av reaktion av H-(CHB11H5Br6) super sura med toluen: väte atom ansluten till en av brom centrum frigörs lätt leder till bildandet av toluenium ningen och CHB11H5Br6– anjon 3.

Figur 3., Fragment av kristallstrukturen av toluenium 7,8,9,10,11,12-hexabromo-1-carba-closo-dodecaborate toluen solvate (vänster), grey – väteatomer, svart – kolatomer, brun – bromines, rosa – borons; den struktur som tagits från Cambridge Strukturella Databas: en kvarts miljon crystal strukturer och stigande, F. H. Allen, Acta Cryst. 2002, B58, 380-388; samma fragment med van der Waals sfärer presenteras på höger sida.,

Figur 4 presenterar bensenjonsaltet -; en sådan kristallstruktur är produkten av protonationen av bensen, C6H6, av karboran supersyran, h-CHB11F11 rapporterades nyligen . Figuren visar emellertid resultatet av B3LYP / 6-311++G(d,P) beräkningar 4 som motsvarar komplexet i det energiska minimum. Man kan se det utmärkta avtalet mellan experimentella resultat (kristallstruktur) och teoretiska undersökningar (beräkningar). Bensendelen håller Protonet starkare än karboransyran, vilket resulterar i bildandet av bensenkatonen., Slutligen kan man be om betydelsen av de studier som kortfattat presenteras här. Det anges ofta i litteraturen att superacida är mycket effektiva i många reaktioner, man kan nämna att de är mycket effektiva katalysatorer för en mängd olika elektrofila omvandlingar av kolväten, både mättade och aromatiska. Andra många reaktioner av superacida är av betydande praktiskt intresse 5.