Regioselektive elektrophile Substitution von Decaboran B10H14 : Darstellung und Reaktionsverhalten von B9Cl9 und H2B9Cl9

Abstract

Durch elektrophile Substitution unter Friedel-Crafts-Bedingungen werden die partiell chlorierten Decaborancluster Trichlorodecaboran, Tetrachlorodecaboran und Pentachlorodecaboran gebildet. Durch Einsatz verifizierter Halogenierungsmittel in Gegenwart von Aluminiumchlorid können somit gezielt regioselektive Mehrfachchlorierungen am Decaborancluster ohne Bildung von Produktgemischen durchgeführt werden. Durch partiellen Abbau des Decaboranclusters wird Nonachlorononaboran erhalten, welches einen closo-Cluster mit 18 Gerüstelektronen darstellt, der nicht den Wadeschen Regeln entspricht. Bei diesem Cluster bilden die Boratome wie auch bei den analogen Verbindungen Nonabromononaboran und Nonaiodononaboran ein dreifach überkapptes trigonales Prisma. Da es sich bei Nonachlorononaboran um ein starkes Oxidationsmittel handelt, lässt es sich mit Iodiden zum Nonachlorononaborat(1-)bzw. Nonachlorononaborat(2-)reduzieren. Führt man die chemische Reduktion mit gasförmigem Iodwasserstoff durch, so verläuft die Reaktion stufenweise über den neutralen paramagnetischen Cluster Monohydrononachlorononaboran zum diamagnetischen Cluster Dihydrononachlorononaboran, wobei es sich bei beiden Clustern um eine der ersten neutralen closo-Borane der Serien BnHn+1 und BnHn+2 mit n = 9 handelt.

Electrophilic substitution under Friedel-Crafts conditions leads to the partially chlorinated derivates of decaborane trichlorodecaborane, tetrachlorodecaborane and pentachlorodecaborane. Regioselective multiple chlorinations at the decaborane cluster with halogenation agents in the presence of AlCl3 can be carried out without formation of product mixtures. Under drastical conditions the decaborane was found to undergo a cluster degradation to form the subhalogenide nonachlorononaborane. This polyhedral cluster is a closo-borane with 18 cluster electrons, but does not obey Wade's rules which claim 20 framework electrons to describe a closo-structure. Because nonachlorononaborane is a relatively strong oxidation agent, the paramagnetic radicalanion nonachlorononaboranate(1-)could be isolated by reaction of the neutral B9Cl9 with iodides. When the reduction of B9Cl9 is carried out in gaseous HI, the neutral paramagnetic cluster monohydrononachlorononaborane and the corresponding diamagnetic cluster dihydrononachlorononaborane are formed. Together they comprise the first neutral closo-borane - derivates in the series BnHn+1 and BnHn+2 with n = 9.