上海麦克林生化科技股份有限公司

       三氟化硼是化学式为BF3的无机化合物，其水合物有三氟化硼二水合物，分子式为BF3 · 2H2O，室温下为无色气体，在潮湿空气中发烟。它是很常用的路易斯酸，也常用于制取其它硼化合物。

       麦克林三氟化硼及其衍生物试剂具有纯度高、生产工艺先进等特点，能被广泛适用于各类科研项目，研究实验中，欢迎选购。

       本文通过以下几点详细阐述麦克林三氟化硼试剂的性状机理、化学反应及相关产品：

       1.结构和成键

       2.合成

       3.路易斯酸性

       4.使用事项

       5.用途

       6.麦克林三氟化硼试剂产品介绍

  

结构和成键

       与铝三卤化物不同的是硼的三卤化物都是单体。但快速的卤素交换反应表明它们也可以发生可逆的二聚反应：BF3 + BCl3 → BF2Cl + BCl2F但混合卤化物难以分离出纯净物。

       BF3中，硼原子为sp2杂化，分子为平面三角形结构，D3h对称群，与价层电子对互斥理论的预测相吻合。尽管B-F键是极性共价键，但其分子对称性抵消了偶极矩，使得偶极矩为0。它与碳酸根离子（CO32−）是等电子体，但不同的是，BF3是缺电子化合物，与路易斯碱反应放热。

       BF3中的B-F键长（1.30 Å）比预测的单键键长要短，可能是由于存在大π键的缘故。由于三氟化硼是平面结构，因此硼的空p轨道可与三个氟原子的满p轨道共轭，发生电子离域，从而键长变短。

三氟化硼结构式和三维模型

 

合称

       BF3可以由三氧化二硼或硼酸盐与氟化氢反应制备：

       B2O3 + 6 HF → 2 BF3 + 3 H2O

       BO33- + 3 HF → BF3 + 3 OH-

       反应物氟化氢可直接由硫酸和萤石（CaF2）反应获得。

       但以上方法产率很低，现在基本上是通过以下两步反应来制取：

       Na2B4O7 + 12HF → Na2O(BF3)4 + 6H2O

       Na2O(BF3)4 + 2H2SO4 → 4BF3 + 2NaHSO4 + H2O

       实验室中，BF3可由氟硼酸重氮盐分解制得：

       C6H5N2BF4 → C6H5F + BF3 + N2

 

路易斯酸

       三氟化硼是很常用的路易斯酸，可与氟化物和醚之类的路易斯碱形成加合物：

       CsF + BF3 → CsBF4

       O(C2H5)2 + BF3 → BF3O(C2H5)2

      氟硼酸根离子是非配位阴离子，且实验室中常以液态的三氟化硼乙醚合物作为BF3的来源。

     路易斯酸性相比

      前三个三卤化硼（BX3，X = F、Cl、Br）都可与常见路易斯碱形成加合物，根据反应放热程度可大概推知它们路易斯酸性的强弱。结果为：BF3< BCl3< BBr3（最强）

      这个顺序表明了三卤化硼从平面大π键变为四面体结构的难易程度，即BBr3最易，而BF3最难。但其中的大π键强度并不容易衡量。有一个解释是，氟原子最小，因此Pz轨道中的孤对电子很容易与硼的空Pz轨道重叠。也因此BF3中的反馈作用比BI3更强。另一个解释认为，BF3路易斯酸性较弱是因为加合物中F3B-L键能低。

     水解

      三氟化硼与水反应生成硼酸和氟硼酸。反应一开始生成与水的加合物H2O-BF3，然后失HF：4 BF3 + 3 H2O → 3 HBF4 + H3BO3。其它的三卤化硼不发生类似的反应，很可能是由于四面体型离子BX4−（X = Cl、Br）不稳定。

      由于氟硼酸酸性很强，常用氟硼酸根离子来分离一些用其他方法难以分离的亲电性阳离子，尤其是重氮根离子。

     有机合成中的应用

      三氟化硼是有机合成中常用的路易斯酸，其机理可能是因为生成了离子型中间产物。

      在傅-克烷基化反应中：

       RX + BF3 ⇌R+ + BF3X−

       R+ + C6H6 ⇌C6H5R + H+

      在傅-克酰基化反应中：

       RCOOCH3 + BF3 → RCOOCH3·BF3

       RCOOCH3·BF3 ⇌RCO+ + CH3OBF3−

       RCO+ + C6H6 → C6H5COR + H+

       H+ + CH3OBF3− ⇌CH3OH·BF3

     醇失水成醚时：

      ROH + BF3 → ROH·BF3 ⇌H+ + ROBF3−

      H+ + ROH ⇌ROH2+

      ROH2+ + BF3 ⇌R+ + H2O·BF3

      R+ + ROH → R2O + H+

     酯化反应中：

      H+ + RCOOH ⇌RCOOH2+

      RCOOH2+ + BF3 ⇌RCO+ + H2O

      RCO+ + R'OH → RCOOR' + H+

     在芳烃硝化和磺化反应中：

      HONO2 + BF3 ⇌NO2+ + HOBF3−

      HOSO3H + BF3 ⇌SO3H+ + HOBF3−

      NO2+ + C6H6 → C6H5NO2 + H+

      SO3H+ + C6H6 → C6H5SO3H + H+

     实际情况中，很有可能以上的离子型中间体以离子对或络合物的形式出现。

 

使用事项

       三氟化硼具有腐蚀性，可以用含不锈钢、蒙乃尔合金和哈斯特合金的金属材料来处理。但在水存在时，它会腐蚀包括不锈钢在内的钢铁。

       聚酰胺、聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯和聚丙烯材料对BF3呈相对化学惰性。

       仪器中的油脂应当是以氟代烃作为材料的，因为三氟化硼会与烃类反应。

 

用途

       1.离子注入中用于掺杂衬底

       2.外延生长硅晶体的p型掺杂剂

       3.引发不饱和化合物的聚合反应，例如聚醚类

       4.某些异构化反应、烷基化反应、酯化反应、缩合反应、Mukaiyama羟醛反应及其他反应中的催化剂

       5.用于中子检测仪中

 

麦克林三氟化硼试剂产品介绍

       麦克林三氟化硼试剂产品优势：

       1.结构新颖、品种繁多

       2.纯度等级高

       3.生产工艺先进

       4.接受研发定制

 

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