トリス(ペンタフルオロフェニル)ボラン（）は化学式B(C6F5)3で表される化合物である。この分子は中心のホウ素原子に対してプロペラのように3つのペンタフルオロフェニル基が結合した構造を持ち、その高い熱安定性とB-C結合の比較的高い不活性性からルイス酸として用いられる。トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランは270℃まで加熱しても熱的に安定であり、酸素や水に対しても耐性がある。
合成 トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランは、ブロモペンタフルオロベンゼンから調製したグリニャール試薬を三フッ化ホウ素と反応させることで合成できる。
1964年に初めて報告された合成法では、リチウム試薬C6F5Liを-78℃の低温下で三塩化ホウ素と反応させていたが、この方法ではフッ化リチウムを形成しながら爆発する可能性がある。
構造 トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランは、3つのペンタフルオロフェニル基がプロペラ上に配列しており、これらは40.6°のねじれ角を持つことが法による分析で明らかとなっている。
ルイス酸性 トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランは強いルイス酸性を有する。その強さは類似した構造を持つトリフェニルボランよりも7桁高く、三フッ化ホウ素よりもわずかに高い程度であり三塩化ホウ素よりは弱い。水とトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランは安定な付加体を形成し、三水和物(H2O)2H2O・B(C6F5)3となる。三水和物では、1つの水分子がホウ素に配位し、残り2つの水分子がホウ素に配位子した水分子と水素結合を形成する構造を取る。水付加体[(C6F5)3B(OH2)]はアセトニトリル溶液中において塩化水素に匹敵する酸性を持っていることが報告されている。
利用 触媒反応 トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランは強力なルイス酸として働き、触媒前駆体の錯体からアニオン性配位子を引き抜いて非配位性アニオンを形成することができる。この性質から、アルケン重合反応に用いるメタロセン触媒を活性化する助触媒として利用される。
上記の例では、錯体上のメチル基がホウ素へ転移し、触媒はジルコニウム中心がカチオン性ジルコノセン種となる。同時に生成したホウ素アニオンは非配位性アニオンとして働き、対イオンとしてカチオン性ジルコノセン種を安定化する。この活性化されたジルコノセン種に対して基質のアルケンが配位し、これが触媒上で隣接するメチル配位子に対してが進行することで新たに炭素鎖が伸長したアルキル配位子が生成される。このアルケンの配位とアルキル配位子への挿入が連続して繰り返されることで、高分子鎖の伸長が進行し、アルケン重合体が合成される。
また、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランはシラン化合物の水素原子を活性化してカチオン性シリル種を生じさせることが知られており、カルボニル化合物やオレフィンの反応を触媒する。
嵩高いルイス酸・塩基対 「」（）とは、立体障害によって酸塩基対の錯形成が阻害されているルイス酸塩基対のことを指す。酸と塩基の両方の性質が発現し、水素や二酸化炭素といった小分子の活性化など、特異的な反応性を有している。トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランはフラストレイテッド・ルイスペアとして用いられる代表的な化合物であり、例えばトリシクロヘキシルホスフィンPCy3のような嵩高い塩基と組み合わせることにより、水素分子の開裂が可能である。
その他 フッ化キセノンと反応させてキセノン-炭素結合を持つ化合物を形成させることができる。
ペンタフルオロフェニルリチウムとの反応では非配位性アニオンであるが得られる。
出典
関連項目 三フッ化ホウ素 三塩化ホウ素 三臭化ホウ素 三ヨウ化ホウ素 トリフェニルボラン