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2026-01-23T22:08:06Z

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{{Infobox Chemikalie
| Strukturformel = [[Datei:Borazine-2D-aromatic.png|150px|Struktur von Borazin]]
| Name = Borazin
| Andere Namen = * Cyclotriborazan
* Borazol
| Summenformel = B3H6N3
| CAS = {{CASRN|6569-51-3}}
| EG-Nummer = 641-426-2
| ECHA-ID = 100.169.303
| PubChem = 138768
| ChemSpider = 122374
| Beschreibung = klare, farblose Flüssigkeit mit einem aromatischen Geruch<ref name=roempp>{{RömppOnline|ID=RD-02-02286|Name=Borazine|Abruf=2014-12-28}}</ref>
| Molare Masse = 80,53 g·[[mol]]−1
| Aggregat = flüssig
| Dichte = 0,83 g·cm−3<ref name=roempp/>
| Schmelzpunkt = −58 [[Grad Celsius|°C]]<ref name="HoWi">{{Holleman-Wiberg|Auflage=102.|Startseite=1116}}</ref>
| Siedepunkt = 55,0 °C<ref name="HoWi"/>
| Dampfdruck =
| Löslichkeit = Zersetzung in Wasser<ref name=roempp/>
| Quelle GHS-Kz = <ref>{{CL Inventory|ID=174190|Name=1,3,5,2,4,6-triazatriborinane|Abruf=2019-07-19}}</ref>
| GHS-Piktogramme = {{GHS-Piktogramme|02|05}}
| GHS-Signalwort = Gefahr
| H = {{H-Sätze|225|260|314}}
| EUH = {{EUH-Sätze|-}}
| P = {{P-Sätze|?}}
| Quelle P =
| MAK =
| Standardbildungsenthalpie = −541,0 kJ/mol<ref name="CRC90_5_6">{{CRC Handbook|Auflage=90|Titel=Standard Thermodynamic Properties of Chemical Substances|Kapitel=5|Startseite=6}}</ref>
}}

'''Borazin''' ('''Cyclotriborazan''') ist eine cyclische [[Chemische Verbindung|Verbindung]] aus [[Bor]], [[Stickstoff]] und [[Wasserstoff]] mit der [[Summenformel]] B3H6N3. Borazin ist isoelektronisch zu [[Benzol]], die Frage der [[Aromatizität]] der Verbindung ist jedoch kritisch zu diskutieren. Nach einem Vorschlag von [[Nils Wiberg]] wird der Grundkörper dieser Verbindungen auch als „anorganisches Benzol“ bezeichnet. Daraus leitet sich auch die systematisch nicht zulässige Bezeichnung '''Borazol''' ab.

== Geschichte ==
Borazin wurde zuerst von [[Alfred Stock]] am Anfang des 20. Jahrhunderts hergestellt. Er gewann es durch Erhitzen von [[Diboran]] und [[Ammoniak]].

== Gewinnung und Darstellung ==
Borazin lässt sich durch Erhitzen eines Gemisches aus [[Diboran]] und [[Ammoniak]] im [[Mol]]verhältnis 1:2 auf 250–300 °C herstellen. Die Ausbeute dieser [[Chemische Reaktion|chemischen Reaktion]] liegt bei 50 %:
:<math>\mathrm{3 \ B_2H_6 + 6 \ NH_3 \ \longrightarrow \ 2 \ B_3H_6N_3 + 12 \ H_2}</math>

Alternativ sind als [[Edukt]]e auch [[Lithiumborhydrid]] und [[Ammoniumchlorid]] verwendbar, was zu einer höheren Ausbeute führt:
:<math>\mathrm{3 \ LiBH_4 + 3 \ NH_4Cl \ \longrightarrow \ B_3H_6N_3 + 3 \ LiCl + 9 \ H_2}</math>
Man kann statt Lithiumborhydrid auch [[Natriumborhydrid]] verwenden:
:<math>\mathrm{3 \ NaBH_4 + 3 \ NH_4Cl \ \longrightarrow \ B_3H_6N_3 + 3 \ NaCl + 9 \ H_2}</math>

Eine weitere Borazinsynthese ist folgende zweistufige:<ref name="Hauptmann1">[[Siegfried Hauptmann]]: ''Organische Chemie'', 2. durchgesehene Auflage, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, Leipzig, 1985, S. 548–549, ISBN 3-342-00280-8.</ref>
:<math>\mathrm{3 \ BCl_3 + 3 \ NH_4Cl \ \longrightarrow \ Cl_3B_3H_3N_3 + 9 \ HCl}</math>
:<math>\mathrm{2 \ Cl_3 B_3H_3N_3 + 6 \ NaBH_4 \ \longrightarrow}</math>   <math>\mathrm{2 \ B_3H_6N_3 + 3 \ B_2H_6 + 6 \ NaCl}</math>

Das synthetisierte Borazin wird anschließend per Destillation aufkonzentriert.

== Eigenschaften ==
In Wasser zersetzt sich Borazin zu [[Borsäure]], Ammoniak und [[Wasserstoff]]. Borazin ([[Bildungsenthalpie]] ΔHf = −531 k[[Joule|J]]/mol) ist thermisch sehr beständig.

=== Struktur ===
Borazin ist [[Isosterie|isoster]] zu Benzol. Das heißt, die [[Chemische Bindung|Bindungen]] und Bindungsverhältnisse stimmen mit denen im Benzol überein oder ähneln sich sehr stark. Der [[Kohlenstoff|C]]-C-Abstand im Benzol liegt bei 139,7 [[Meter|pm]]. Die [[Bindungslänge]] zwischen Bor und Stickstoff beträgt im Borazin 143,6 pm. Damit liegt er erwartungsgemäß zwischen dem Wert für eine B-N-[[Einfachbindung]] (151 pm), wie man sie im [[Bornitrid]] vorfindet, und dem für eine B=N-[[Doppelbindung]] (131 pm).

==== Mesomerie ====
[[Datei:Borazin Mesomers.svg|mini|400px|[[Mesomerie]]modell des Borazins]]

Der [[Elektronegativität]]sunterschied zwischen Bor (2,04 nach [[Pauling-Skala]]) und Stickstoff (3,04) sowie der [[Elektron]]enmangel am Bor-[[Atom]] und das freie [[Elektronenpaar]] beim Stickstoff begünstigen die Ausbildung [[Mesomerie|Mesomerer]] der Borazin-Struktur. Bor spielt hierbei die Rolle einer [[Lewis-Säure]], Stickstoff die einer [[Lewis-Base]].

=== Reaktionen ===
Aufgrund der Verschiedenheit der Atome und damit der [[Polarität (Chemie)|Polarität]] der B–N-Bindungen ist Borazin chemisch wesentlich reaktiver als Benzol. So reagiert Borazin leicht mit polaren Verbindungen wie [[Chlorwasserstoff]], [[Wasser]] und [[Methanol]]. Chlorwasserstoff reagiert in einer [[Additionsreaktion]] mit Borazin. Mit Benzol würde diese Reaktion nicht stattfinden. Die Umsetzung mit [[Brom]] benötigt keinen [[Katalysator]].

=== Aromatizität ===
Als Kriterien der Aromatizität werden in der Regel geometrische (Bindungslängenausgleich), magnetische (magnetische Suszeptibilität und deren Anisotropie, Ringstromeffekte, NMR-Abschirmungen) und vor allem energetische Eigenschaften (aromatische Stabilisierungsenergie und damit verbundenes, ungewöhnliches chemisches Verhalten) herangezogen.<ref>[[Paul von Ragué Schleyer]], Haijun Jiao: ''What is Aromaticity?'' In: ''[[Pure and Applied Chemistry]].'' Bd. 68, Nr. 2, 1996, S. 209–218, {{doi|10.1351/pac199668020209}}.</ref> Grenzfälle sind dahingehend schwierig zu beurteilen, da die einzelnen Kriterien nicht immer positiv miteinander korrelieren und keine festen Grenzen für die Beurteilung aromatisch/nicht-aromatisch definiert sind. Üblicherweise wird daher die Frage der Aromatizität anhand von Vergleichsbeispielen diskutiert, wobei Benzol in vielen Fällen als unbestrittene Referenz dient. 
Gegenüber Benzol ist Borazin durch eine ungleichmäßige π-Elektronenverteilung charakterisiert (Elektronegativitätsdifferenz Bor/Stickstoff, Anhäufung von Elektronendichte am Stickstoff). Während das freie Borazin sich noch durch planare Struktur mit ausgeglichenen Bindungslängen auszeichnet, sind Tricarbonyl-Chrom-Komplexe im Gegensatz zu den Benzol-Analoga nicht mehr planar (bevorzugte Koordination über die Stickstoffe im Borazin).<ref>[[Gottfried Huttner]], Bernhard Krieg: ''Kristall- und Molekülstruktur von Tricarbonyl(hexaäthylborazin)chrom(0).'' In: ''[[Chemische Berichte]].'' Bd. 105, Nr. 10, 1972, S. 3437–3444, {{doi|10.1002/cber.19721051031}}.</ref> Auf B3LYP/6-31G* berechnete aromatische Stabilisierungsenergien (ASE), ''magnetic susceptibility exaltation'' (Λ)<ref>Hyp J. Dauben Jr., James Dennis Wilson, John L. Laity: ''Diamagnetic Susceptibility Exaltation as a Criterion of Aromaticity.'' In: ''[[Journal of the American Chemical Society]].'' Bd. 90, Nr. 3, 1968, S. 811–813, {{doi|10.1021/ja01005a059}}.</ref> und NICS-Werte (''nucleus independent chemical shift'')<ref>Paul von Ragué Schleyer, Christoph Maerker, Alk Dransfeld, Haijun Jiao, Nicolaas J. R. van Eikema Hommes: ''Nucleus-Independent Chemical Shifts: A Simple and Efficient Aromaticity Probe.'' In: ''Journal of the American Chemical Society.'' Bd. 118, Nr. 26, 1996, S. 6317–6318, {{doi|10.1021/ja960582d}}.</ref> von Borazin ergeben gegenüber Benzol deutlich verringerte Werte, nichtsdestotrotz ist gerade die ASE immer noch grob halb so groß wie im Falle der eindeutig aromatischen Referenz.<ref>Eluvathingal D. Jemmis, Boggavarapu Kiran: ''Aromaticity in X3Y3H6 (X = B, Al, Ga; Y = N, P, As), X3Z3H3 (Z = O, S, Se), and Phosphazenes. Theoretical Study of the Structures, Energetics, and Magnetic Properties.'' In: ''[[Inorganic Chemistry]].'' Bd. 37, Nr. 9, 1998, S. 2110–2116, {{doi|10.1021/ic970737y}}.</ref>

{| class="wikitable"
|-
! !! ASE !! Λ !! NICS
|-
| Benzol || 175,4 kJ/mol || −16,7 || −11,5
|-
| Borazin ||{{0}}40,2 kJ/mol || {{0}}−5,9 || {{0}}−2.1
|}

Genauere Untersuchungen der magnetischen Eigenschaften von Borazin belegen deren komplexe Topologie, wodurch die vereinfachte Diskussion anhand von Λ- und NICS-Werten an Aussagekraft verliert, und schreiben Borazin anhand der magnetischen Eigenschaften π-Aromatizität, jedoch keinen „globalen“ aromatischen Charakter zu.<ref>Rafael Islas, Eduardo Chamorro, Juvencio Robles, Thomas Heine, Juan C. Santos, Gabriel Merino: ''Borazine: to be or not to be aromatic.'' In: ''[[Structural Chemistry]].'' Bd. 18, Nr. 6, 2007, S. 833–839, {{doi|10.1007/s11224-007-9229-z}}.</ref> Die cyclische Elektronendelokalisation wird von den Autoren als „nicht-effektiv“ beschrieben. Reaktionen in der Gasphase zeigen Ähnlichkeit mit dem für Benzol typischen Reaktionsmuster der elektrophilen Substitution.<ref>Barbara Chiavarino, Maria Elisa Crestoni, Annito Di Marzio, Simonetta Fornarini, Marzio Rosi: ''Gas-Phase Ion Chemistry of Borazne, an Inorganic Analogue of Benzene.'' In: ''Journal of the American Chemical Society.'' Bd. 121, Nr. 48, 1999, 11204–11210, {{doi|10.1021/ja992220m}}.</ref> 
Die Diskussion über den aromatischen Charakter von Borazin scheint derzeit in Fachkreisen noch nicht abgeschlossen zu sein, in der Grundtendenz wird dem Borazin jedoch ein gewisser, wenn auch gegenüber Benzol deutlich reduzierter, aromatischer Charakter zugesprochen.

== Verwendung ==
Borazin und seine [[Derivat (Chemie)|Derivate]] sind von Interesse als potentielle Vorläuferprodukte auf dem Weg zu [[Bornitrid]]-[[Keramik]]en.
Gemischt Amino-nitro substituierte Borazine versprechen nach neueren Berechnungen deutlich höhere [[Detonationsgeschwindigkeit]], [[Detonationsdruck]] und Gurney-Energie als herkömmliche [[Explosivstoff]]e wie z. B. [[CL-20]].<ref>[[Ernst-Christian Koch]], [[Thomas M. Klapötke]]: ''Boron-Based High Explosives.'' In: ''Propellants, Explosives, Pyrotechnics.'' Bd. 37, Nr. 3, 2012, S. 335–344, {{DOI|10.1002/prep.201100157}}.</ref>

== Quellen ==
<references/>

{{Normdaten|TYP=s|GND=4146305-5}}

[[Kategorie:Borhaltiger Heterocyclus]]
[[Kategorie:Stickstoff-Heteroaromat]]
[[Kategorie:Wasserstoffverbindung]]

Borazin - Versionsgeschichte

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