Proprietà chimiche del diborano B2H6, usi, tossicità e precauzioni di sicurezza, produzione industriale e applicazioni di sintesi come agente riducente nella sintesi organica
B2H6 (Diborano) è un gas raro e reattivo costituito da due atomi di boro legati insieme da 4 legami alogenuri. Questo gas incolore ha un odore simile alla naftalina e la struttura molecolare di una scala o di un triangolo. È utilizzato in diversi settori, tra cui l'industria dei semiconduttori, aerospaziale, petrolchimica e farmaceutica. Il Diborano è una sostanza chimica versatile con lo svantaggio di presentare rischi significativi per la salute umana e l'ambiente. Qui discuteremo di più sull'ossido di mercurio come proprietà chimiche, usi, tossicità e precauzioni di sicurezza dell'ossido di mercurio insieme alla produzione e sintesi industriale, incluso un meccanismo di reazione utilizzato per esso inorganico e il suo utilizzo come agente riducente nelle sintesi organiche.
È un composto covalente con dimensioni molecolari ben definite e ha proprietà quali legame BB di 1.83 Å, lunghezza del legame BH di 1.19 Fig; si scompone spontaneamente (anche al suo punto di ebollizione -92 °C) quando esposto all'aria o all'acqua in rilascio di gas idrogeno insieme ad acido borico e borati. peso atomico = 27.67 g/mol Inequivocabilmente, diventa esotermico ed esplosivo in decomposizione, specialmente in presenza di alcuni catalizzatori quali ossigeno, alogeni, ossidi di azoto, trifluoruro di cloro e ossido di catronio. Il diborano è solubile in solventi polari (etanolo, etere) ma non in idrocarburi.
Il diborano(6) è stato utilizzato nella lavorazione dei semiconduttori, ma questa applicazione sta diventando sempre meno. Il diborano è utilizzato per produrre diversi altri materiali rilevanti per dispositivi elettronici ad alta potenza come amplificatori di potenza, LED e transistor a microonde. Partecipa alla produzione di questi materiali essenziali attraverso processi come la deposizione chimica da vapore (CVD) o l'epitassia a fascio molecolare (EIF(2)). È anche impiegato nella produzione di nitruro di gallio drogato con boro (GaN), che è un materiale chiave per diodi a emissione di luce blu e bianca (LED) e diodi laser, oltre a essere utilizzato per facilitare il processo di incisione al plasma durante la nanofabbricazione utilizzata per costruire circuiti microelettronici o nanostrutture.
Il diborano B2H6 è un veleno? Considerazioni sulla sicurezza
Potenziali pericoli per gli esseri umani e l'ambiente Il diborano è altamente tossico. L'esposizione ai vapori di diborano può causare gravi problemi respiratori, tra cui edema polmonare e polmonite che possono causare la morte. Inoltre, il diborano ha una minore infiammabilità ed è esplosivo sia allo stato liquido pressurizzato che gassoso, come dimostrato dai seguenti valori: Toccare il diborano liquido può causare ustioni cutanee estremamente gravi, congelamento e lesioni abbastanza gravi da danneggiare i tessuti corporei. È acutamente tossico per le forme di vita acquatiche e pertanto tutte le misure di sicurezza per la manipolazione del composto devono essere osservate rigorosamente. Ciò comporta che i contenitori siano conservati in modo da garantire un'adeguata ventilazione, l'uso di dispositivi di protezione individuale (DPI) come guanti resistenti alle sostanze chimiche e occhiali di sicurezza quando si maneggiano le sostanze chimiche o anche rispondendo secondo i protocolli di risposta alle emergenze dichiarati.
La produzione commerciale di diborano avviene tramite il processo Sabatier, che prevede la reazione di tricloruro di boro (BCl3) e boroidruro di sodio ad alta temperatura in un agente riducente coniugato. Ciò produce gas diborano e un sottoprodotto di cloruro di sodio (NaCl). Poiché il processo Sabatier è esotermico, queste reazioni devono essere eseguite in un'atmosfera inerte per evitare violente fughe. Il diborano disponibile in commercio ha diverse purezze che vanno dal 95% a livelli superiori (ad esempio, >99.999%) a seconda dell'applicazione prevista e del livello di purificazione richiesto
B2H6 (Diborano) come agente riducente nelle reazioni organiche
Il diborano è un agente riducente molto utile per diverse funzionalità organiche, tra cui aldeide, chetone, estere, acido carbossilico e nitrile. - Alcoli o ammine: mediante riduzione dei gruppi funzionali, il diborano può formare alcoli (utilizzando particolari condizioni di reazione e substrati). Allo stesso modo, la riduzione del diborano dei gruppi carbonilici forma intermedi boranici che possono essere funzionalizzati per produrre una varietà di composti organoboro. Il diborano è anche ampiamente impiegato nella riduzione dei gruppi nitro ad ammine e come agente per la sintesi di molecole organiche complesse che si trovano in natura, agendo contro di essa in vari modi all'interno di prodotti naturali, prodotti farmaceutici o agrochimici. È estremamente reattivo e tossico, ma può essere utilizzato nella sintesi organica quando vengono prese precauzioni speciali per evitare l'esposizione.
Pertanto, il diborano (B2H6) è un composto ampiamente utilizzato e versatile ma pericoloso con ampie applicazioni in molti campi. Tuttavia, a causa dei rischi associati alle sue proprietà chimiche e ai suoi usi, deve essere gestito utilizzando protocolli di sicurezza per requisiti di stoccaggio sicuri sono necessari insieme all'uso di dispositivi di protezione individuale (DPI); i piani di risposta alle emergenze possono anche migliorare i risultati di salute pubblica. Il diborano è preparato industrialmente tramite idrolisi del boroidruro di sodio, ma poiché questa via non controlla sufficientemente la pressione e la generazione di calore può portare a esplosioni. Inoltre, il suo stato di reagente sul banco dei laboratori di sintesi organica dimostra che sono necessarie cautela e conoscenza per gestire correttamente questa sostanza chimica in modo da non creare una reazione incontrollabile.
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