플루오로붕산

3. 플루오로붕산의 종류

수용액에서 일련의 플루오로붕산이 알려져 있다.^[13]

• H+[B(OH)4]-|테트라하이드록시붕산 수소^영어 (플루오로붕산 아님)
• H+[BF(OH)3]-|플루오로(트리하이드록시)붕산 수소^영어
• H+[BF2(OH)2]-|디플루오로(디하이드록시)붕산 수소^영어
• H+[BF3(OH)]-|트리플루오로(하이드록시)붕산 수소^영어
• H+[BF4]-|테트라플루오로붕산 수소^영어

4. 응용

플루오로붕산은 플루오로붕산염의 주요 전구체이며, 플루오로붕산염은 일반적으로 금속 산화물을 플루오로붕산으로 처리하여 제조된다. 무기염은 난연성 재료 및 유리 프릿의 제조와 붕소의 전해 생성에 사용되는 중간체이다. 플루오로붕산 수용액(H[BF4])은 알루미늄 에칭 및 산 세척에도 사용된다.^[17]

플루오로붕산 용액은 주석 및 주석 합금의 전기 도금에도 사용되며, 이 ক্ষেত্রে 메탄술폰산을 대체하고 있다.^[11] 또한 플루오로붕산염 욕조에서 고속 구리 전기 도금에도 사용된다.^[12]

4. 1. 유기 화학

• 테트라플루오로붕산 나트륨 가장 일반적인 염으로 시판되고 있다.
• 테트라플루오로붕산 은(I) (silver(I) tetrafluoroborate, AgBF₄) 유기 할로겐화물을 활성화시키는 첨가제로, 윌리엄슨 에테르 합성 등에서 사용된다. 할로겐 원자에 은 이온이 배위하여 탈리를 돕고, 할로겐화은의 침전이 된다.
• 테트라플루오로붕산 구리(II)
• 테트라플루오로붕산 암모늄 (테트라알킬암모늄 테트라플루오로붕산(tetraalkylammonium tetrafluoroborate, (R₄N⁺ BF₄^-, R = C₄H₉) 등) 전기화학 측정(순환 전압 전류법 등)에서 유기 용매에 첨가하는 지지 전해질로 사용된다. 테트라플루오로붕산 음이온이 산화 및 환원을 받기 어렵기 때문이다.
• 테트라플루오로붕산 니트로늄 (nitronium tetrafluoroborate, NO₂⁺ BF₄^-) 방향족 화합물의 니트로화 반응 시약에 사용된다. 고체로 시판되고 있으며, 오산화이질소#테트라플루오로붕산 니트로늄을 참조.
• 테트라플루오로붕산 니트로실 (nitrosyl tetrafluoroborate, nitrosonium tetrafluoroborate, NO⁺ BF₄^-) 방향족 화합물의 니트로소화, 또는 산화 반응 시약에 사용된다. 마찬가지로 고체로 시판되고 있다.
• 테트라플루오로붕산 트라이알킬옥소늄 (trialkyloxonium tetrafluoroborate, R₃O⁺ BF₄^-, R = CH₃, C₂H₅ 등) 매우 강력한 알킬화제로 알려져 있으며, 메르바인 시약(Meerwein reagent)이라고도 불린다.

4. 2. 전기 도금

5. 테트라플루오로붕산염

테트라플루오로붕산과 트리페닐포스핀옥시드의 1:2 착물에 대해 X선 구조가 보고되었다. 이에 따르면, 붕소에는 비틀린 사면체 형태로 4개의 플루오린이 결합하고 있다. 그 중 1개의 플루오린에 수소가 결합하고 있으며, 이 수소는 O=P의 산소와도 결합하고 있다. B-F(H) 결합 길이는 다른 3개의 B-F 결합보다 길다^[17]。

테트라플루오로붕산 이온(BF₄^-)은 플루오린의 높은 전기 음성도 때문에 안정화된 짝염기이며, 친핵성, 염기성, 배위성이 낮은 음이온으로서의 성질을 갖는다. 따라서 일반적으로 불안정한 양이온 종을 염으로 분리하거나 유기금속 반응 시약으로 사용하기 위한 짝음이온으로 활용된다. 헥사플루오로인산 음이온(PF₆^-)과 함께 특징적인 이용법이 알려져 있다.

• 테트라플루오로붕산 나트륨: 가장 일반적인 염으로 시판된다.
• 테트라플루오로붕산 은(I) (AgBF₄): 유기 할로겐화물을 활성화시키는 첨가제로, 윌리엄슨 에테르 합성 등에서 사용된다. 할로겐 원자에 은 이온이 배위하여 탈리를 돕고, 할로겐화은 침전이 생성된다.
• 테트라플루오로붕산 구리(II)
• 테트라플루오로붕산 암모늄: 테트라알킬암모늄 테트라플루오로붕산((R₄N⁺ BF₄^-, R = C₄H₉) 등)은 전기화학 측정(순환 전압 전류법 등)에서 유기 용매에 첨가하는 지지 전해질로 사용된다. 이는 테트라플루오로붕산 음이온이 산화 및 환원을 받기 어렵기 때문이다.
• 테트라플루오로붕산 니트로늄 (NO₂⁺ BF₄^-): 방향족 화합물의 니트로화 반응 시약으로 사용된다. 고체 형태로 시판되며, 자세한 내용은 오산화이질소#테트라플루오로붕산 니트로늄을 참조.
• 테트라플루오로붕산 니트로실 (NO⁺ BF₄^-): 방향족 화합물의 니트로소화 또는 산화 반응 시약으로 사용된다. 고체 형태로 시판된다.
• 테트라플루오로붕산 트라이알킬옥소늄 (R₃O⁺ BF₄^-, R = CH₃, C₂H₅ 등): 매우 강력한 알킬화제로, 메르바인 시약이라고도 불린다.

6. 안전성

플루오로붕산은 유독하며 피부와 눈을 공격한다. 유리를 침식한다.^[3] 이는 플루오린화 수소를 부식성 기체로 방출하며 가수분해된다.^[11]

참조

_[1] 웹사이트 Nomenclature of Inorganic Chemistry https://moam.info/no[...] 2021-04-08
_[2] 논문 Equilibrium Acidities of Superacids 2010
_[3] 간행물 Tetrafluoroboric Acid
_[4] 학술지 The Strongest Isolable Acid 2004-10-11
_[5] 학술지 Carborane Acids. New "strong yet gentle" acids for organic and inorganic chemistry https://escholarship[...] 2005
_[6] 서적 Superacid chemistry 2009-02-03
_[7] 문서 Crystal structures of acid hydrates and oxonium salts. XX. Oxonium tetrafluoroborates H₃OBF₄, [H₅O₂]BF₄, and [H(CH₃OH)₂]BF₄ 1981
_[8] 문서 Boron Compounds
_[9] 문서 Fluorobenzene http://www.orgsyn.or[...]
_[10] 문서 2,2′-Bi-1,3-Dithiolylidene (Tetrathiafulvalene, TTF) and its Radical Cation Salts 1979
_[11] 학술지 Methanesulphonic acid in electroplating related metal finishing industries
_[12] 학술지 Copper plating https://doi.org/10.1[...] 2022-07-21
_[13] 문서 REDIRECT
_[14] 문서 毒物及び劇物取締法 昭和二十五年十二月二十八日 法律第三百三号 第二条 別表第二 二十一 https://laws.e-gov.g[...]
_[15] 문서 Fluorobenzene
_[16] 문서 Tetrafluoroboric Acid John Wiley & Sons 2001
_[17] 문서 Crystal structure of the 1:2 molecular complex of tetrafluoroboric acid with triphenylphosphine oxide. 2003
_[18] 논문 Equilibrium Acidities of Superacids 2010