Propriedades Químicas do Diborano B2H6, Usos Toxicidade e Precauções de Segurança, Produção Industrial & Síntese Aplicações como Agente Redutor na Síntese Orgânica
B2H6 (Diborano) é um gás raro e reativo composto por dois átomos de boro unidos por 4 ligações halogênio. Este gás incolor tem um cheiro semelhante ao de naftalina e a estrutura molecular de uma escada ou triângulo. É usado em vários setores, incluindo o semicondutor, aeroespacial, petroquímico e farmacêutico. O diborano é um químico versátil com a desvantagem de apresentar riscos significativos para a saúde humana e o meio ambiente. Aqui discutiremos mais sobre propriedades químicas semelhantes ao óxido de mercúrio, usos, toxicidade e precauções de segurança do óxido de mercúrio, juntamente com a produção industrial e síntese, incluindo um mecanismo de reação usado para sua aplicação inorgânica e seu uso como agente redutor em sínteses orgânicas.
É um composto covalente com dimensões moleculares bem definidas e possui propriedades como o vínculo B-B de 1,83 Å, comprimento do vínculo B-H de 1,19 Fig; ele se descompõe espontaneamente (até mesmo em seu ponto de ebulição -92°C) quando exposto ao ar ou água, liberando gás hidrogênio junto com ácido bórico e boratos. Peso atômico = 27,67 g/mol. Indubitavelmente, torna-se exotérmico e explosivo durante a decomposição, especialmente na presença de alguns catalisadores como oxigênio, halogênios, óxidos de nitrogênio, trifluoreto de cloro e dióxido de carbono. O diborano é solúvel em solventes polares (etanol, éter), mas não em hidrocarbonetos.
O diborano(6) tem sido usado no processamento de semicondutores, mas essa aplicação está se tornando menos comum. O diborano é usado para produzir vários outros materiais relevantes para dispositivos eletrônicos de alta potência, como amplificadores de potência, LEDs e transistores de microondas. Ele participa da produção desses materiais essenciais por meio de processos como Deposição Química do Vapores (CVD) ou Epitaxia por Feixe Molecular (MBE(2)). Também é empregado na produção de nitreto de gálio dopado com boro (GaN), que é um material-chave para diodos emissores de luz (LEDs) azuis e brancos e diodos lasers, além de ser utilizado para facilitar o processo de etching por plasma durante a nanofabricação usada para construir circuitos microeletrônicos ou nanoestruturas.
O Diborano B2H6 é uma Toxina e Considerações de Segurança
Riscos potenciais para seres humanos e o meio ambiente O diborano é altamente tóxico. A exposição aos vapores de diborano pode causar problemas respiratórios graves, incluindo edema pulmonar e pneumonia, que podem resultar em morte. Além disso, o diborano tem inflamabilidade baixa e é explosivo tanto em seu estado líquido pressurizado quanto gasoso, conforme evidenciado pelos seguintes valores: O contato com o diborano líquido pode causar queimaduras graves na pele, congelamento e lesões sérias o suficiente para danificar os tecidos corporais. É altamente tóxico para formas de vida aquáticas e, portanto, todas as medidas de segurança para manipulação do composto devem ser rigorosamente observadas. Isso inclui armazenar os recipientes de maneira que garanta ventilação adequada, uso de equipamentos de proteção individual (EPI) como luvas resistentes a produtos químicos e óculos de segurança ao manipular os produtos químicos ou até responder de acordo com os protocolos de resposta a emergências estabelecidos.
A produção comercial de diborano é feita pelo processo Sabatier, que envolve a reação de cloreto de boro (BCl3) e borohidreto de sódio em alta temperatura em um agente redutor conjugado. Isso produz gás diborano e um subproduto de cloreto de sódio (NaCl). Como o processo Sabatier é exotérmico, essas reações devem ser realizadas em uma atmosfera inerte para evitar fugas violentas. O diborano disponível comercialmente tem purezas variáveis, indo de 95% até níveis mais altos (por exemplo, >99,999%) dependendo da aplicação pretendida e do nível de purificação necessário.
B2H6 (Diborano) como agente redutor em reações orgânicas
O diborano é um agente redutor muito útil para diferentes funcionalidades orgânicas, incluindo aldéia, cetona, éster, ácido carboxílico e nitrila. - Álcoois ou aminas: pela redução dos grupos funcionais, o diborano pode formar álcoois (usando condições de reação específicas e substratos) De forma semelhante, a redução de grupos carbonílicos pelo diborano forma intermediários de borano que podem ser funcionalizados para produzir uma variedade de compostos organoboro. O diborano também é amplamente utilizado na redução de grupos nitro para aminas e como agente para a síntese de moléculas orgânicas complexas encontradas na natureza, atuando de várias maneiras em produtos naturais, farmacêuticos ou agroquímicos. Ele é extremamente reativo e tóxico, mas pode ser usado em síntese orgânica quando precauções especiais são tomadas para evitar exposição.
Portanto, o diborano (B2H6) é um composto amplamente utilizado e versátil, mas perigoso, com extensas aplicações em muitos campos. No entanto, devido aos riscos associados às suas propriedades químicas e usos, ele deve ser manipulado utilizando protocolos de segurança, sendo necessários requisitos seguros para armazenamento, além do uso de equipamentos de proteção individual (EPI); planos de resposta a emergências também podem melhorar os resultados para a saúde pública. O diborano é preparado industrialmente por hidrólise de borohidreto de sódio, mas como essa rota não controla suficientemente a geração de pressão e calor, pode levar a explosões. Além disso, seu status como reagente nos balcões de laboratórios de síntese orgânica demonstra que cautela e conhecimento são necessários para manipular corretamente este químico, evitando assim criar uma reação incontrolável.
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