Борогидри́ды мета́ллов (боранаты, тетрагидридобораты, тетрагидробораты) — комплексные соединения, содержащие группу [ВН4]-. Последняя имеет тетраэдрическую конфигурацию, межатомные расстояния В-Н равны 0, 12-0, 13 нм. В зависимости от природы связи группы [ВН4]- с металлом (Мe) различают ионные (если металл щелочной или щелочно-земельный) и ковалентные (бериллий, алюминий или переходный металл) борогидриды металлов.
Ионные борогидриды металлов — бесцветные кристаллы. Растворимы в воде, жидком аммиаке, аминах и некоторых других полярных растворителях, особенно хорошо — в эфирах этиленгликолей (диглиме, триглиме, тетраглиме). В растворах образуют сольваты. Число связанных молекул растворителя редко превышает 4. Большинство молекул сольватов довольно прочно, и их разложение требует жестких условий (нагревание, вакуум). Молекулы растворителя могут присоединяться как к катиону, так и к группе [ВН4]- благодаря водородным связям. В водном растворе ионные борогидриды металлов постепенно гидролизуются, выделяя водород (особенно быстро, если металл щелочно-земельный); в спиртовых растворах реагируют со спиртами, образуя Мe [B(OR)4] и водород. Эти реакции можно существенно замедлить введением в раствор щелочи. Ионные борогидриды металлов гигроскопичны, медленно окисляются во влажном воздухе (кроме боргидрида калия). Они обладают сильным восстанавливающим действием. Атомы водорода в [ВН4]- могут быть замещены ароматическими, спиртовыми, эфирными, гидроксильными группами, аминогруппами, галогенами и др. К [ВН4]- могут присоединяться группы ВНx, при этом могут образовываться такие комплексы, как Мe[В3Н8], Mе[B2H7], которые также относят к борогидридам металлов.
Ковалентные борогидриды металлов — кристаллы или жидкости. Их молекулы содержат трехцентровые двухэлектронные мостиковые связи В-Н-Мe. Большинство из этих соединений существует только при низких температурах или в виде сольватов. Они легко окисляются на воздухе (многие склонны к самовоспламенению), бурно реагируют с водой и кислотами с выделением водорода, обладают сильным восстанавливающим действием. Ковалентные борогидриды металлов растворяются в жидком аммиаке и полярных органических растворителях, причем растворимость в органических растворителях растет с увеличением ковалентности связи Мe-[ВН4]. Борогидриды переходных металлов и алюминия образуют с борогидридами щелочных и щелочно-земельных металлов двойные боргидриды металлов Me1Me2(BH4)n.
Борогидриды металлов получают:
1) взаимодействием В2Н6 с гидридами, амидами, гидроксидами, алкоголятами металлов, а также с металлоорганическими соединениями;
2) реакцией гидридов металлов с галогенидами бора, эфирами борной кислоты, борным ангидридом, мета- и тетраборатами щелочных металлов, с аминоборанами;
3) обменной реакцией борогидрида натрия или лития с гидроксидами, галогенидами и алкоголятами других металлов в среде сольватирующего растворителя. Этот метод наиболее удобен для получения борогидридов переходных металлов.
Борогидриды металлов применяют для селективного восстановления групп С=О, NO2 и -C=N в органическом синтезе (например, при промышленном синтезе антибиотиков, витаминов, стероидных препаратов); для восстановления солей при получении металлических высокодисперсных катализаторов, металлических покрытий на металлах и керамике, а также гидридов германия, олова, мышьяка, сурьмы, используемых в производстве полупроводниковых материалов; в качестве восстановителей в аналитической химии; для синтеза борорганических соединений, боразола, боридов, В2Н6 и др. Борогидриды металлов — удобно транспортируемые источники водорода.
Работа с борогидридами металлов проводится в условиях, предотвращающих их контакт с кислородом и влагой воздуха (в сухой камере, в атмосфере инертного газа), а также с такими веществами, как галогениды алюминия и бора, образующие с борогидридами металллов легковоспламеняющиеся и токсичные соединения.