Organobor Kimyası Ve Bileşikleri
Nejmi SÖYLER
Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 55139
Kurupelit-Samsun
[email protected]
Bu çalışmada önemli organobor bileşikleri hakkında kısaca bilgi verdikten sonra; bu bileşiklerin
özellikleri,kullanım alanları,firma bazında organobor üreticileri ve organobor bileşikleri ile ilgili
yapılmış olan nobel ödüllü çalışma hakkında bilgi verilmiştir.
GİRİŞ
Organobor bileşikleri ilk defa 1846 ‘da sentezlenmiştir. Grignard reaktiflerinin keşfi bu
bileşiklerin reaksiyonlarının gelişmesine neden olmuştur. Daha sonra organoborların
sentezinde, alkin ve alkenlerin diboran ile reaksiyonunu kullanan bir yöntem geliştirilmiştir.
Hidroborasyon reaksiyonunun geliştirilmesi ile pek çok organobor bileşiği, organik maddelerden
uygun ve verimli yöntemlerle sentezlenebilmiştir. Organobor bileşikleri çalışmaları ile ilgili kimya
liteartürleri ve organoborların endüstriyel uygulamaları oldukça hızlı seviyede ilerlemekte ve
gelişmektedir.
1.ORGANOBOR BİLEŞİKLERİNİN ÖZELLİKLERİ

C-B bağı düşük polarite (elektronegatiflik fark karbon için 2.55 bor için 2.04) ve kolayca
okside olduğu için genel olarak kararlıdır.

Vinil ve aril gruplarının elektron bağışıyla, elektrofilik bor ve C-B bağı çift bağ karakterini
kazanmaktadır.[1]

Grignard bileşiklerinin keşfi bu bileşiklerin reaksiyonlarının gelişmesine neden
olmuştur.Daha sonra organoborların sentezinde , alkin ve alkenlerin diboran ile
reaksiyonunu kullanan bir yöntem geliştirilmiştir.[2]

Hidroborasyon reaksiyonunun geliştirilmesi ile pek çok organobor bileşiği, organik
maddelerden uygun ve verimli yöntemlerle sentezlenebilmiştir.[2]

Organobor bileşikleri çalışmaları ile ilgili kimya literatürleri ve organoborların endüstriyel
uygulamaları oldukça hızlı seviyede ilerlemekte ve gelişmektedir. [2]
1

Termal dengesi yüksek boranlar ; diboranların 120-140 ◦C sıcak lıklar arasında H2 vererek
pirolizi ile üretilirler. Diboranlar ise aminboranlar, karbonlar ve çok sayıda organobor
bileşiklerin çıkış noktasıdır.[2]
2.ORGANOBOR BİLEŞİKLERİNİN KULLANIM ALANLARI

Polimer ve plastik sanayinde, yakıtlarda setan sayısını artırmak ve motor içinde
yanmadan ileri gelen darbelerin önlenmesinde kullanılır. Çevre kirliliği açısından diğer
alternatiflere göre avantajlıdır.

Kaynak ve lehim sanayi için azeotrop şeklinde üretimidir.

Yanmaya,alevlenmeye karşı önleyici olarak pazarlanmaktadır.

İnhibütör, stabilizör ve hızlandırıcı olarak uygulamaları vardır.

Böcek ve mikroorgazizmalara karşı zehir etkileri vardır.

Tıpta, özellikle kanser tedavisinde ve pek çok ilacın yapımında kullanılmaktadır .[1]
3.BAŞLICA ORGANOBOR BİLEŞİKLERİ
3.1. TRİS (PENTAFLOROFENİL) BOR
Molekül merkezi bir bor atomu "paddle-wheel" biçimde bağlanmış üç pentafluoro fenil
grubundan oluşur. BC3 Çekirdek düzlemsel olması nedeniyle bu çok yönlülük ve BC bağların
göreceli olarak inert bir "ideal Lewis asidi" olarak tarif edilmiştir. [2]
MOLEKÜL FORMUL :C18F15B
MOLEKÜL AĞIRLIĞI : 511,98 g / mol
Şekil 1: tris (pentaflorofenil) bor molekül geometrisi *2+
2
3.2. TRİMETİL BORAT
Trimetil borat yeşil bir alevle yanan renksiz bir sıvıdır. Sodyum borohidrid hazırlanmasında bir
ara ürün olan ve organik kimya popüler bir reaktiftir. [2]
MOLEKÜL FORMUL : C3H9BO3
MOLEKÜL AĞIRLIĞI : 103.91 g / mol
Şekil 2 : trimetil borat molekül geometrisi [2]
3.3 DİMETİLAMİN BORAN
Dimetilamin boran (DMAB) yarı iletken olmayan elektrikli kaplama olarak kullanılan bir
indirgendir. [6]
MOLEKÜL FORMUL : C2H9BN
MOLEKÜL AĞIRLIĞI : 57.911 g / mol
Şekil 3 : dimetilamin boran molekül geometrisi [6]
3
3.4 DİMETHYLANİLİNİUM TETRAKİS (PENTAFLUOROFENİL) BORAT
Konvansiyonel ürünlerin iki tipik verimliliği kadar performans sağlayan devrimsel nitelikli yeni
bir etkinleştiricidir.[3]
MOLEKÜL FORMUL : C 32 H 12 BF 20 N
MOLEKÜL AĞIRLIĞI : 801 , 23 g / mol
Şekil 4 : dimethylanilinium tetrakis (pentafluorofenil) borat molekül geometrisi [3]
3.5. TRİTİL TETRAKİS (PENTAFLUOROFENİL) BORAT
Konvansiyonel ürünlerin iki tipik verimliliği kadar performans sağlayan devrimsel nitelikli yeni
bir etkinleştiricidir.[3]
MOLEKÜL FORMUL : C 43 H 15 BF 20
MOLEKÜL AĞIRLIĞI : 922.37 g / mol
Şekil 5 : tritil tetrakis (pentafluorofenil) borat molekül geometrisi [3]
4
3.6. TRİETİLBORAN
Renksiz bir piroforik bir sıvıdır. Organik çözücüler, tetrahidrofuran ve hekzan içinde çözünür. [4]
MOLEKÜL FORMUL:C 6 H 15 B MOL AĞIRLIĞI :98.00 g / mol
Şekil 6 : trietilboran molekül geometrisi [4]
3.7. BOR TRİFLORÜR
Keskin renksiz zehirli bir gazdır. Nemli havada beyaz duman oluşturur. Lewis asiti ve diğer bor
bileşikleri için çok yönlü bir yapı taşıdır.[5]
MOLEKÜL FORMUL :BF3
MOLEKÜL AĞIRLIĞI:103.837 g/mol
Şekil 7 : bor triflorür molekül geometrisi [5]
5
3.8. LİTYUM TETRAKİS (PENTAFLUOROFENİL) BORAT
Lityum tetrakis (pentafluorofenil) borat zayıf bir şekilde koordine anyon lityum tuzudur. Çünkü
zayıf bir şekilde koordine yetenekleri nedeniyle, lityum tetrakis (pentafluorofenil) borat
polimerizasyon reaksiyonları ve elektrokimya başlangıç malzemesi için tuz formunda ticari
olarak değerli kılar.Suda çözünür bir bileşiktir.[3]
MOLEKÜLER FORMUL : C 24 BF 20 Li MOLAR KÜTLE :685,98 g mol -1
Şekil 8 : lityum tetrakis (pentafluorofenil) borat molekül geometrisi [3]
4. ORGANOBOR ÜRETİMİ
Organoborların üretimleri pek çok yöntemle (gringard reaktifleri, hidroborasyon gibi)
yapılmaktadır. Her bir organobor bileşiği için değişik yöntemler vardır. Bu yöntemler kullanım
amacına, üretim miktarına ve hammadde durumuna göre değerlendirilerek seçilmelidir. [1]
5. FİRMA BAZINDA ORGANOBOR ÜRETİCİLERİ
5.1. AMERİKA’DA BULUNAN ORGANOBOR ÜRETİCİLERİ
5.1.1. ALBEMARLE / USA
Firmanın fabrikaları, Texas Pasadena, S. Carolina Orangeburg ve Louisiana Baton Rouge
bölgelerinde olup Avrupadaki operasyonlarını Belçika Feluy ‘da yürütmektedir. Japonya da
6
Mitsui Chemicals firması ile arasında %50-%50 joint venture ortaklığı ile trietil boran ve
tribütilboran üretmektedir.
Firma bor temelli co-catalysts (eş katalizör) üretimi yapmaktadır. En önemlileri hızlandırıcı
metallocene catalyst(metalosen katalizör ) sistemlerdir . pentaflorofenil organobor ürünlerinin
üretiminde istenilen ara üründür .
Firmanın standart organobor ürünleri ;
 N, N-Dimethyllanilinium tetrakis (pentafluorophenyl)borate
 Tris (pentafluorophenyl) borane
 Lithium tetrakis (pentafluorophenyl) borate
 Trityl tetrakis (pentafluorophenyl) borate
5.1.2. BOULDER SCIENTIFIC COMPANY / USA
Eczacılıkta ve elktrolizde nikel plakaları ile birlikte kullanılmak üzere Dimethylamineborane ve
nükleer yakıtın tekrar işlenmesi ve nükleer reaktörlerde ayrımlaştırma işleminde prosesten
Sezyumun
uzaklaştırılması
için
kullanılan Sodium
tetrapenhylborate üretimini
gerçekleştirmektedir[1]
5.1.3. CALLERY CHEMICAL COMPANY (BASF / GERMANY) / USA
2003 yılı ortalarında BASF (Alman Şirketi) bu firmayı satın almıştır. Diborane kapasitesi yılda 45
m.ton’dur. Üretimi aşağıdaki gibidir






Diborane
Dicesiumdodecahydrododecaborate
Dimethylamine borane
Dimethyl sulfide borane
Pyridine borane
Sodium triacetoxyborohydride






Tert-Butylamine borane
THF borane complex
Triethylamine borane
Triethyl borane
Trimethylamine borane
Tri-n-butyl borane
7
5.1.4. DU PONT CHEMICAL SOLUTIONS / USA
Orange, TX ‘da üretim yapmaktadır. Trifenilboran Üretimi yapmaktadır.
5.1.5. INVISTA / USA
Üç organik bor üreticisidir. Bunlar; Triisopropoxyborane, triphenylboron ve triphenylborobpiridin ‘dir
5.2 JAPONYA ‘DA BULUNAN ORGANOBOR ÜRETİCİLERİ
5.2.1. NIPPON ALUMINUM ALKYLS LTD.
Takaishi, Osaka Prefecture fabrikasında trietil boran ve tributil boran üretimi yapmaktadır.
Albemarle Co. (Amerika) ve Mitsui Chemicals firmaları arasında yapılan joint venture
ortaklığıdır.
Tablo 1 : Özel Bor Kimyasallarının Pazarı (Bor Halid, Borik Asit Esterleri ve Organoborlar )
Bor hidrit, orgonoboron bileşikleri ve bor nitrojen bileşiklerini ele aldığımızda, bor hidrür
bileşikleri; tetrahidroborat ve boran bileşikleridir. Organoboron bileşikleri ; Trialkil Boran,
karboranlar ve bor azot bileşikleridir (alkilamin ve borazine Boran). Bunlardan ticari öneme
sahip olanlar yukarda verilen tablodan görüldüğü gibi bor hidritlerdir. Bor hidritler yaklaşık
olarak 278-483 Milyon USD arası pazara sahipken; bor halidler, borik asit esterleri ve organobor
bileşikleri yaklaşık olarak 37-79 Milyon USD arası pazara sahiptir. Bor halidler, borik asit esterleri
ve organoborların yüksek maliyetleri nedeni ile üretimleri talep üzerine ve firmaların kendi
laboratuarları’nın ihtiyacına göre yapılmaktadır. [1]
8
6.ORGANOBOR BİLEŞİKLERİ İLE İLGİLİ YAPILAN 2010 KİMYA NOBEL ÖDÜLÜ VERİLEN ÇALIŞMA
6.1. AKİRA SUZUKİ
Doğum tarihi
Ödül sırasında Kurum
Yapmış olduğu çalışma
Alan
: 12 Eylül 1930, Mukawa,Japonya
: Hokkaido Üniversitesi, Sapporo, Japonya
: "Organik Sentezde paladyum katalizli çapraz kaplin reaksiyonlar "
: Organik Kimya
6.2 ÇALIŞMA HAKKINDA (Organik Sentezde paladyum katalizli çapraz kapling reaksiyonlar )
Karbon-karbon bağ oluşum reaksiyonlarında önemli süreçler vardır. Geçtiğimiz 40 yıl boyunca,
çok önemli karbon-karbon bağı oluşumunda geçiş metalleri reaksiyonu yöntemleri vardı. Bir baz
ya da triflat halojenürlerin varlığında, kontrollü ve seçici bir şekilde, paladyum katalizli çapraz
bağlanan farklı türde organik elektrofiller içeren organobor bileşikleri, bir karbon-oluşumu için
güçlü bir yöntemdir.[7]
KAPLİNG REAKSİYONLARIN AVANTAJLARI



Ilımlı reaksiyon koşulları ve yüksek ürün verimi
Reaksiyonun kolay kullanımı
Fonksiyonel gruplarının geniş bir tolerans aralığı



Küçük miktarda katalizör kullanımı
İnorganik bor bileşiğinin kolay ayrılması
Çevre dostu süreç
9
KAYNAKLAR
[1]
[2]
[3]
[4]
[5]
[6]
[7]
www.doğanaydal.com
www.wikipedia.org
www.albemarle.com
www.chemblink.com
www.ncbi.nlm.nih.gov
www.caslab.com
www.nobelprize.org
10
Download

Organobor Kimyası Ve Bileşikleri