1,4-Fenilenbisboronska kiselinaje organobor jedinjenje, koje se često koristi kao ligand, katalizator i intermedijer u organskoj sintezi. Evo nekoliko uobičajenih sintetičkih metoda:
1. Reakcijska sinteza katehola i borne kiseline:
Katehol i borna kiselina stvaraju 1,4-fenilenbisbornu kiselinu kroz reakciju supstitucije u alkalnim uslovima. Reakcija se obično izvodi kada je molarni omjer reaktanata 2:3, uz korištenje osnovnih uvjeta kao što su natrijum hidroksid, natrijum karbonat ili trietilamin. Jednačina parcijalne reakcije je sljedeća:
2C6H4(OH)2plus 3H3BO3plus 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4plus 6Na2BO3plus 9H2O
1,4-Fenilenbisboronska kiselina je organski molekul koji sadrži dvije grupe borne kiseline, koji se može koristiti za sintetizaciju organskih molekula koji sadrže benzenske prstenove. Obično se 1,4-fenilenbisborna kiselina može sintetizirati reakcijom katehola i borne kiseline.
Koraci reakcije:
1.1. Prvo pomiješajte i promiješajte tetrahidrobor dioksid borne kiseline (B2O3•H2O) i katehol, te dodati odgovarajuću količinu natrijum karbonata (Na2CO3) za podešavanje pH vrijednosti reakcije;
1.2. U smjesu dodajte paladijum hlorid (PdCl2) i vodotopivi fosfin ligand. Fosfinski ligand koji se najčešće koristi je trifenilfosfin (PPh3) ili tri(p-toluensulfonil)fosfin (PTSA). Nakon dodavanja ovih katalizatora u smjesu, može se podstaći reakcija kondenzacije katehola i borne kiseline, a energija aktivacije reakcije može se smanjiti;
1.3. Reakciona smeša se mora izvesti na odgovarajućoj temperaturi, obično između 60 stepeni i 80 stepeni, a vreme reakcije je 4 sata do 12 sati. Proces reakcije se ponekad izvodi u inertnoj atmosferi;
1.4. Nakon reakcije, produkt reakcije se tretira razrijeđenom kiselinom da se istaloži 1,4-fenilenbisborna kiselina. Reakcioni proizvod takođe treba filtrirati i osušiti da bi se dobio kristalizovani proizvod;
Zaključno, reakcija katehola i borne kiseline za sintezu 1,4-fenilenbisborne kiseline uključuje dodavanje katehola i borne kiseline u smjesu katalizatora, podešavanje pH vrijednosti i izvođenje reakcije kondenzacije na odgovarajućoj temperaturi, nakon što se reakcija Nakon završetka, razrijeđena kiselina se koristi za obradu, filtriranje i sušenje daju kristalni proizvod.
2. Reakcijska sinteza aril azobenzena i borne kiseline:
Aril azobenzen reaguje sa natrijum nitritom da bi se stvorilo jedinjenje aril diazonijum, i dalje reaguje sa bornom kiselinom pod alkalnim uslovima da bi se dobila 1,4-fenilenbisborna kiselina. Metoda koristi alkalni medij kao što je natrijum karbonat, natrijum hidroksid ili trietilamin, a obično se izvodi kada je molarni omjer reaktanata 1:2. Jednačina parcijalne reakcije je sljedeća:
C6H4(N2)2plus 2H3BO3plus 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4plus 2NaNO2plus 2H2O
Koraci sinteze su sljedeći:
Korak 1: Sinteza fenilazobenzena:
Fenilazobenzen se može dobiti reakcijom azo kuplovanja. Prvo, nitrozirani anilin se priprema otapanjem anilina u HCl kiselini i reakcijom sa natrijum nitritom. Zatim, nitrozirani anilin se pretvara u intermedijer azobenzena, a produkt fenilazobenzena se dobija reakcijom redukcije.
Korak 2: Reakcija borne kiseline i fenilazobenzena:
Dodajte borovu kiselinu i fenilazobenzen u reakcionu posudu, promiješajte i polako zagrijte do oko 80 stepeni i nastavite zagrijavati dok se reakcija ne završi nakon što reaktanti potpuno izreaguju. Nakon završetka reakcije, hlađenjem i filtriranjem se dobija 1,4-fenilenbisborna kiselina. Glavni mehanizam reakcije je da borna kiselina reaguje sa fenilazobenzenom kako bi se dobio intermedijer, a zatim se intermedijer podvrgava transferu i eliminaciji da bi se stvorila 1,4-fenilenbisborna kiselina.
Prednost ove reakcije je što su reakcioni uslovi blagi, pogodna je za sintezu velikih razmera i može se koristiti za sintetizaciju drugih organoborovih jedinjenja.
3. Reakcijska sinteza benzaldehida i borne kiseline:
Benzaldehid i borna kiselina stvaraju 1,4-fenilenbisbornu kiselinu putem koraka dužine metoksilacije u bazičnim uslovima. Reakcija koristi bazni medij kao što je natrijum karbonat, natrijum hidroksid ili trietilamin, a obično se izvodi kada je molarni odnos reaktanata 1:2. Jednačina parcijalne reakcije je sljedeća:
C6H5CHO plus 2H3BO3 plus 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 plus 2NaHCO3 plus 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 plus HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus 2MeOH
Eksperimentalni koraci:
Korak 1: Sinteza benzaldehida i kompleksa bezvodnog dimetilsulfinamida:
Elektrostatski osušeni bezvodni dimetilsulfinamid (5,97 g) je dodan benzaldehidu (5.0 g) i dodan je katalizator natrijum hidroksid (0,73 g). Reakcija je pokrenuta dušikom i zagrijana do ključanja. Nakon reakcije tokom 25 minuta, filtrira se, a filtrat se ispere apsolutnim etanolom i zatim osuši da se dobije kompleks benzaldehida i bezvodnog dimetilsulfinamida.
Korak 2: reakcija kondenzacije između sintetičkog benzaldehida i borne kiseline:
Benzaldehid i borna kiselina dodani su u metilen hlorid koji sadrži malu količinu natrijum hidroksida u molarnom odnosu 1:1. Nakon mešanja i mešanja staklenim štapićem, zagrejte na 80 stepeni u vodenom kupatilu konstantne temperature da reaguje 6 sati. Nakon reakcije, isprati vodom, a zatim koncentrirati otopinu pomoću rotacionog isparivača. Istovremeno je dodan hloroform (50 mL) da se rastvori i zasićeni rastvor natrijum hlorida, a hloroform je uklonjen rotacionim isparivačem. Na ovaj način dobijamo 1,4-fenilenbisbornu kiselinu koja nam je potrebna.
Korak 3: Odvajanje ekstrakta hloroforma:
Produkt je ekstrahovan iz reakcionog rastvora hloroformom, zatim filtriran i propušten kroz vodu, a filtrat je ekstrahovan izopetanom. Dva ekstrakta su spojena i uparena u rotacionom isparivaču da bi se dobio čvrsti proizvod.
Korak 4: Pročišćavanje i karakterizacija proizvoda:
Dobivena istaložena čvrsta supstanca je isprana metanolom, natopljena vodom dok pH nije dostigla 6-7, zatim centrifugirana i ocijeđena. Konačno, čisti proizvod 1,4-fenilenbisboronska kiselina dobijen je rotirajućim hlapljivim destilacionim uljem. Masena spektrometrijska analiza proizvoda UV-Vis spektrofotometrom može dobiti njegova hemijska svojstva, kao što su molekulska težina, molekularna struktura itd.
u zakljucku:
Kroz gore navedene korake, uspješno smo sintetizirali produkt kondenzacije benzaldehida i borne kiseline, odnosno 1,4-fenilenbisbornu kiselinu. Ova metoda je jednostavna i jasna, laka za rukovanje, a efekat je dobar i može se dobiti čist i čist proizvod. Ima određenu praktičnost i perspektivu primjene.
4. Reakcijska sinteza o-aminofenilborne kiseline i tiosumporne kiseline:
Antranilna kiselina i tiosumporna kiselina reaguju pod bakarnom katalizom i stvaraju 1,4-fenilenbisbornu kiselinu. Reakcija se obično izvodi kada je molarni omjer reaktanata 1:1, koristeći benzen kao rastvarač. Jednačina parcijalne reakcije je sljedeća:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 plus Cu plus 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus CuSO4 plus 1/2(S2O6)2-
Osnovni koraci:
1. Sinteza o-diborobenzojeve kiseline:
Dodajte benzojevu kiselinu, borovu kiselinu i sumpornu kiselinu u reakcionu komoru, promiješajte i promiješajte i zagrijavajte dok se reakcija ne završi. Reakciona smjesa je ohlađena i dodana je voda, a proizvod je uparen i zatim osušen da se dobije o-diborna kiselina.
2. Uvođenje amino grupa:
Dodajte o-diborobenzojevu kiselinu i amonijačnu vodu u reakcionu smjesu zajedno, pomiješajte i promiješajte i zagrijte da se dobije o-diborobenzojeva kiselina sa amino grupama.
3. Priprema reakcije:
Pomiješati i promiješati cviterione o-diborobenzvirične kiseline sa amino grupama i tiosumpornom kiselinom, zagrijati i reagirati da bi se dobio ciljni proizvod 1,4-fenilenbisborna kiselina o-aminofenilborna kiselina i tiosumporna kiselina.
Gore navedeno je osnovna ideja i koraci metode reakcijske sinteze, a detalji o specifičnim eksperimentalnim uvjetima i eksperimentalnim tehnikama mogu se uputiti u relevantnu literaturu.
Da sumiramo, postoji mnogo sintetičkih metoda za 1,4-fenilenbisbornu kiselinu, a odgovarajuća metoda se može odabrati prema različitim potrebama. Među njima, prve tri metode koriste bornu kiselinu kao sirovinu, koja je jednostavna i laka za dobijanje, ali generalno zahteva duže vreme i uslove reakcije. Četvrta metoda zahtijeva bakreni katalizator i koristi tiosumpornu kiselinu kao važnu sirovinu, ali reakcija je osjetljiva na zrak i zahtijeva vještačke eksperimentalne vještine.