Propiedades Químicas del Diborano B2H6, Usos Toxicidad y Precauciones de Seguridad, Producción Industrial y Síntesis & Aplicaciones como Agente Reductor en la Síntesis Orgánica
B2H6 (Diborano) es un gas raro y reactivo que consta de dos átomos de boro unidos por 4 enlaces halógenos. Este gas incoloro tiene un olor similar al de las bolitas contra polillas y la estructura molecular de una escalera o triángulo. Se utiliza en varios sectores, incluidos los de semiconductores, aeroespacial, petroquímico y farmacéutico. El diborano es un químico versátil con la desventaja de suponer riesgos significativos para la salud humana y el medio ambiente. Aquí discutiremos más sobre propiedades químicas similares al óxido de mercurio, usos, toxicidad y precauciones de seguridad del óxido de mercurio, junto con la producción industrial y síntesis, incluido un mecanismo de reacción utilizado para su uso inorgánico y como agente reductor en síntesis orgánicas.
Es un compuesto covalente con dimensiones moleculares bien definidas y tiene propiedades como el enlace B-B de 1.83 Å, longitud del enlace B-H de 1.19 Fig; se descompone espontáneamente (incluso a su punto de ebullición -92°C) cuando está expuesto al aire o agua, liberando gas hidrógeno junto con ácido bórico y boratos. Peso atómico = 27.67 g/mol. Indiscutiblemente se vuelve exotérmico y explosivo al descomponerse, especialmente en presencia de algunos catalizadores como oxígeno, halógenos, óxidos de nitrógeno, trifluoruro de cloro y dióxido de carbono. El diborano es soluble en disolventes polares (etanol, éter) pero no en hidrocarburos.
El diborano(6) se ha utilizado en el procesamiento de semiconductores, aunque esta aplicación está disminuyendo. El diborano se utiliza para producir varios otros materiales relevantes para dispositivos electrónicos de alta potencia, como amplificadores de potencia, LEDs y transistores de microondas. Participa en la producción de estos materiales esenciales a través de procesos como la Depósición Química de Vapor (CVD) o la Epitaxia por Haz Molecular (MBE). También se emplea en la producción de nitrato de galio dopado con boro (GaN), que es un material clave para diodos emisores de luz (LEDs) de luz azul y blanca y diodos láser, además de ser utilizado para facilitar el proceso de etching plasma durante la nanofabricación utilizada para construir circuitos microelectrónicos o nanoestructuras.
¿Es el Diborano B2H6 un Veneno y Consideraciones de Seguridad?
Peligros potenciales para los seres humanos y el medio ambiente El diborano es altamente tóxico. La exposición a los vapores de diborano puede causar problemas respiratorios graves, incluyendo edema pulmonar y neumonía, que pueden resultar en la muerte. Además, el diborano es inflamable en su estado líquido a presión y gaseoso, y es explosivo, como lo demuestran los siguientes valores: El contacto con el diborano líquido puede causar quemaduras graves en la piel, congelación e incluso daño suficiente en los tejidos corporales. Es tóxico agudo para los organismos acuáticos y, por lo tanto, todas las medidas de seguridad para manejar el compuesto deben observarse estrictamente. Esto implica que los contenedores se almacenen de manera que asegure una ventilación adecuada, el uso de equipo de protección personal (EPP) como guantes resistentes a químicos y gafas de seguridad al manipular los productos químicos o responder según los protocolos de respuesta de emergencia establecidos.
La producción comercial de diborano se realiza mediante el proceso Sabatier, que implica la reacción de cloruro de boro (BCl3) y borohidruro de sodio a alta temperatura en un agente reductor conjugado. Esto produce gas de diborano y un subproducto de cloruro de sodio (NaCl). Dado que el proceso Sabatier es exotérmico, estas reacciones deben realizarse en una atmósfera inerte para evitar fugas violentas. El diborano disponible comercialmente tiene purezas variables que van del 95 % a niveles más altos (por ejemplo, >99.999%) dependiendo de la aplicación prevista y el nivel de purificación requerido
B2H6 (Diborano) como agente reductor en reacciones orgánicas
El diborano es un agente reductor muy útil para diferentes funcionalidades orgánicas, incluidas aldehídos, cetonas, ésteres, ácidos carboxílicos y nitrilos. - Alcoholes o aminas: por reducción de los grupos funcionales, el diborano puede formar alcoholes (usando condiciones de reacción particulares y sustratos) De manera similar, la reducción de grupos carbonílicos por diborano forma intermediarios de borano que pueden ser funcionalizados para producir una variedad de compuestos organoboro. El diborano también se emplea ampliamente en la reducción de grupos nitro a aminas y como agente para la síntesis de moléculas orgánicas complejas encontradas en la naturaleza, actuando de diversas maneras dentro de productos naturales, farmacéuticos o agroquímicos. Es extremadamente reactivo y tóxico, pero puede ser utilizado en síntesis orgánica cuando se toman precauciones especiales para evitar la exposición.
Por lo tanto, el diborano (B2H6) es un compuesto ampliamente utilizado y versátil pero peligroso con extensas aplicaciones en muchos campos. Sin embargo, debido a los riesgos asociados con sus propiedades químicas y usos, debe manipularse utilizando protocolos de seguridad; se requieren condiciones seguras de almacenamiento junto con el uso de equipo de protección personal (EPP); además, los planes de respuesta de emergencia también pueden mejorar los resultados para la salud pública. El diborano se prepara industrialmente por hidrólisis de borohidruro de sodio, pero como esta ruta no controla suficientemente la presión y la generación de calor, puede llevar a explosiones. Además, su estado como reactivo en los laboratorios de síntesis orgánica demuestra que se requiere precaución y conocimiento para manejar correctamente este químico y evitar una reacción incontrolable.
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