Orthocarborane

Orthocarborane

Représentation tridimensionnelle.
Structure de l'orthocarborane soulignant ses deux atomes de carbone, les atomes de bore n'étant pas représentés.
Identification
Nom UICPA 1,2-dicarba-closo-dodécaborane(12)
No CAS 16872-09-6
No ECHA 100.037.164
No CE 240-897-8
No RTECS HS9285000
PubChem 17750431
ChEBI 38283
SMILES
[H][B]1234[B]567([H])[B]118([H])[B]229([H])[B]33%10([H])[B]454([H])[B]656([H])[B]711([H])[B]822([H])[C]933([H])[B]%1045([H])[C]6123[H]
PubChem, vue 3D
InChI
Std. InChI : vue 3D
InChI=1S/C2H12B10/c1-2-3(1)5(1)6(1)4(1,2)8(2)7(2,3)9(3,5)11(5,6)10(4,6,8)12(7,8,9)11/h1-12H
Std. InChIKey :
PPDYBWGWYRHTPJ-UHFFFAOYSA-N
Apparence solide gris clair
Propriétés chimiques
Formule C2H2B10
Masse molaire 134,147 ± 0,072 g/mol
C 17,91 %, H 1,5 %, B 80,59 %,
Propriétés physiques
T° fusion 285 à 287 °C
Masse volumique 0,95 g·cm-3
Précautions
SGH
SGH07 : Toxique, irritant, sensibilisant, narcotique
Attention
H302 et P301+P312
H302 : Nocif en cas d'ingestion
P301+P312 : En cas d'ingestion : appeler un CENTRE ANTIPOISON ou un médecin en cas de malaise.
NFPA 704

Symbole NFPA 704.

 
Unités du SI et CNTP, sauf indication contraire.
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L'orthocarborane est un composé organoboré de formule chimique C2B10H12. C'est le principal carborane. Le préfixe ortho indique que les deux atomes de carbone de la molécule sont adjacents, conformément à la nomenclature des dérivés benzéniques.

Il se présente comme un solide gris clair qui fond vers 285 à 287 °C et se décompose vers 400 °C. Il a fait l'objet de recherches pour un grand nombre d'applications allant de polymères thermorésistants à des applications médicales.

Préparation

La préparation d'orthocarborane a été publiée en 1963 par des équipes travaillant de manière indépendante chez Olin Corporation (en) et à la division des moteurs à réaction de Thiokol pour le compte de l'U.S. Air Force. Ces équipes mirent en évidence la grande stabilité à l'air libre du 1,2-closo-dodécaborane et de composés dérivés, présentèrent une synthèse générale de ces composés, décrivirent la transformation des substituants sans détruire la structure du carborane, et observèrent l'isomérisation ortho ⟶ méta. Le cluster a une symétrie C2v.

L'orthocarborane est obtenu par l'addition d'acétylène C2H2 à du décaborane B10H14. Les synthèses modernes comportent deux étapes, la première conduisant à un adduit de décaborane, :

B10H14 + 2 SEt2 ⟶ B10H12(SEt2)2 + H2.

La deuxième étape fait intervenir l'alcyne comme source des deux atomes de carbone adjacents :

B10H12(SEt2)2 + C2H2 ⟶ C2B10H12 + 2 SEt2 + H2.

Des dérivés de l'acétylène à encombrement stérique, moins réactifs, peuvent être utilisés plus facilement que l'acétylène lui-même :

B10H12(SEt2)2 + C2(CH2O2CCH3)2 ⟶ C2B10H10(CH2O2CCH3)2 + 2 SEt2 + H2.

Les substituants organiques sont éliminés par oxydation et hydrolyse.

Réactions

L'orthodécaborane se réarrange en métadécaborane sous l'action de la chaleur à 420 °C, tandis que l'isomère para est obtenu au-dessus de 600 °C.

L'action d'organolithiens donne des dérivés dilithiés :

C2B10H12 + 2 BuLi ⟶ Li2C2B10H10 + 2 BuH.

Ce composé dilithié réagit avec divers électrophiles, tels que des chlorophosphines, des chlorosilanes, ou le soufre.

L'action d'une base donne des dérivés anioniques sous forme de sels :

C2B10H12 + NaOEt + 2 EtOH ⟶ Na+C2B9H12− + H2 + B(OEt)3.

L'orthocarborane peut être converti en carboryne (en) B10C2H10 :

Notes et références

  1. 1 2 3 4 5 6 « Fiche du composé o-Carborane, 98%  », sur Alfa Aesar (consulté le ).
  2. ↑ Masse molaire calculée d’après « Atomic weights of the elements 2007 », sur www.chem.qmul.ac.uk.
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