1,4-Fenilén-biszboronsavegy szerves bórvegyület, amelyet gyakran használnak ligandumként, katalizátorként és közbenső termékként a szerves szintézisben. Az alábbiakban számos általános szintetikus módszer található:
1. Katekol és bórsav reakciószintézise:
A katekol és a bórsav 1,4-fenilén-biszboronsavat hoz létre lúgos körülmények között végzett szubsztitúciós reakció során. A reakciót általában akkor hajtjuk végre, ha a reagensek mólaránya 2:3, és bázikus körülmények között, mint például nátrium-hidroxid, nátrium-karbonát vagy trietil-amin. A parciális reakcióegyenlet a következő:
2C6H4(OH)2plusz 3H3BO3plusz 6 NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4plusz 6Na2BO3plusz 9H2O
1,4-A fenilén-biszboronsav két bórsavcsoportot tartalmazó szerves molekula, amely benzolgyűrűket tartalmazó szerves molekulák szintetizálására használható. Általában az 1,4-fenilén-biszboronsav katekol és bórsav reakciójával szintetizálható.
Reakció lépései:
1.1. Először keverje össze és keverje össze a bórsav-tetrahidrobór-dioxidot (B2O3•H2O) és katecholt, majd adjunk hozzá megfelelő mennyiségű nátrium-karbonátot (Na2CO3) a reakció pH-értékének beállításához;
1.2. A keverékhez adjunk hozzá palládium-kloridot (PdCl2) és egy vízoldható foszfin ligandum. Az általánosan használt foszfin ligandum a trifenilfoszfin (PPh3) vagy tri(p-toluolszulfonil)-foszfin (PTSA). Ezeknek a katalizátoroknak az elegyhez történő hozzáadásával elősegíthető a katekol és a bórsav kondenzációs reakciója, és csökkenthető a reakció aktiválási energiája;
1.3. A reakcióelegyet megfelelő hőmérsékleten, általában 60 °C és 80 °C között kell végrehajtani, és a reakcióidő 4 óra és 12 óra közötti. A reakciót néha inert atmoszférában hajtják végre;
1.4. A reakció után a reakcióterméket híg savval kezelve 1,4-fenilén-biszboronsav válik ki. A reakcióterméket szintén szűrni és szárítani kell, hogy kristályos terméket kapjunk;
Összefoglalva, a katekol és a bórsav reakciója az 1,4-fenilén-biszboronsav szintézisére magában foglalja a katekol és a bórsav hozzáadását a katalizátor keverékhez, a pH-érték beállítását és a kondenzációs reakció végrehajtását megfelelő hőmérsékleten, miután a reakció befejeződött. befejeződött, híg savat használnak a feldolgozáshoz, szűréssel és szárítással kristályos terméket kapnak.
2. Aril-azobenzol és bórsav reakciószintézise:
Az aril-azobenzol nátrium-nitrittel reagál, és aril-diazóniumvegyületet hoz létre, majd lúgos körülmények között további reakcióba lép a bórsavval, így 1,4-fenilén-biszboronsavat kapunk. Az eljárás lúgos közeget, például nátrium-karbonátot, nátrium-hidroxidot vagy trietil-amint használ, és általában akkor hajtják végre, ha a reaktánsok mólaránya 1:2. A parciális reakcióegyenlet a következő:
C6H4(N2)2plusz 2H3BO3plusz 2 NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4plusz 2 NaNO2plusz 2H2O
A szintézis lépései a következők:
1. lépés: Fenil-azobenzol szintézise:
A fenil-azobenzol azo-kapcsolási reakcióval állítható elő. Először a nitrozált anilint úgy állítják elő, hogy az anilint sósavban feloldják és nátrium-nitrittel reagáltatják. Ezután a nitrozált anilint azobenzol köztitermékévé alakítják, és redukciós reakcióval fenil-azobenzol terméket kapnak.
2. lépés: Bórsav és fenil-azobenzol reakciója:
Adjunk hozzá bórsavat és fenil-azobenzolt a reakcióedénybe, keverjük össze és melegítsük lassan körülbelül 80 °C-ra, és folytassuk a melegítést, amíg a reakció befejeződik, miután a reagensek teljesen elreagáltak. A reakció befejeződése után hűtéssel és szűréssel 1,4-fenilén-biszboronsavat kapunk. A reakció fő mechanizmusa az, hogy a bórsav reakcióba lép a fenil-azobenzollal, és közbenső terméket hoz létre, majd az intermedier transzferen és elimináción megy keresztül, így 1,4-fenilén-biszboronsav keletkezik.
A reakció előnye, hogy enyhék a reakciókörülmények, alkalmas nagyléptékű szintézisre, és más szerves bórvegyületek előállítására is alkalmas.
3. Benzaldehid és bórsav reakciószintézise:
A benzaldehid és a bórsav 1,4-fenilén-biszboronsavat hoz létre a metoxilezési hossz lépés során, bázikus körülmények között. A reakcióhoz bázikus közeget, például nátrium-karbonátot, nátrium-hidroxidot vagy trietil-amint használunk, és általában akkor hajtjuk végre, ha a reaktánsok mólaránya 1:2. A parciális reakcióegyenlet a következő:
C6H5CHO plusz 2H3BO3 plusz 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 plusz 2NaHCO3 plusz 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 plusz HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plusz 2MeOH
Kísérleti lépések:
1. lépés: Benzaldehid és vízmentes dimetil-szulfinamid komplex szintézise:
Elektrosztatikusan szárított vízmentes dimetil-szulfinamidot (5,97 g) adunk 50 g benzaldehidhez, és hozzáadjuk a katalizátor nátrium-hidroxidot (0,73 g). A reakcióelegyet nitrogénnel meghajtottuk és forrásig melegítettük. 25 perces reakció után szűrjük, és a szűrletet abszolút etanollal mossuk, majd szárítjuk, így benzaldehid és vízmentes dimetil-szulfinamid komplexet kapunk.
2. lépés: a szintetikus benzaldehid és a bórsav közötti kondenzációs reakció:
A kis mennyiségű nátrium-hidroxidot tartalmazó metilén-kloridhoz benzaldehidet és bórsavat adtunk 1:1 mólarányban. Keverés és üvegrúddal való keverés után állandó hőmérsékletű vízfürdőben 80 fokra melegítjük, hogy 6 órán át reagáljon. A reakció befejeződése után vízzel mossuk, majd az oldatot rotációs bepárlóval bepároljuk. Ezzel egyidejűleg kloroformot (50 ml) adunk hozzá, hogy az oldatot feloldjuk, majd telített nátrium-klorid-oldatot adunk hozzá, és a kloroformot rotációs bepárlóval eltávolítjuk. Ily módon megkapjuk a szükséges 1,4-fenilén-biszboronsavat.
3. lépés: A kloroformos kivonat elválasztása:
A terméket a reakcióelegyből kloroformmal extraháljuk, majd szűrjük és vízen engedjük át, majd a szűrletet izopentánnal extraháljuk. A két extraktumot egyesítjük, és rotációs bepárlóban bepároljuk, így szilárd terméket kapunk.
4. lépés: A termék tisztítása és jellemzése:
A képződött kicsapódott szilárd anyagot metanollal mostuk, vízben áztattuk, amíg a pH el nem érte a 6-7-t, majd centrifugáltuk és leszűrtük. Végül az 1,4-fenilén-biszboronsavat rotációs illóolaj desztillációval nyertük. A termék tömegspektrometriás analízise UV-Vis spektrofotométerrel meghatározhatja annak kémiai tulajdonságait, mint például a molekulatömeg, a molekulaszerkezet stb.
Következtetésképpen:
A fenti lépésekkel sikeresen szintetizáltuk a benzaldehid és a bórsav kondenzációs termékét, az 1,4-fenilén-biszboronsavat. Ez a módszer egyszerű és áttekinthető, könnyen kezelhető, a hatás jó, és tiszta és tiszta terméket kaphatunk. Van bizonyos gyakorlatiassága és alkalmazási lehetősége.
4. O-amino-fenil-bórsav és tiokénsav reakciószintézise:
Az antranilsav és a tiokénsav rézkatalízis alatt reagálva 1,4-fenilén-biszboronsavat hoznak létre. A reakciót általában 1:1 reaktáns mólarány mellett hajtjuk végre, oldószerként benzolt használunk. A parciális reakcióegyenlet a következő:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 plusz Cu plusz 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plusz CuSO4 plusz 1/2(S2O6)2-
Az alapvető lépések:
1. O-dibór-benzoesav szintézise:
Adjunk hozzá benzoesavat, bórsavat és kénsavat a reakciókamrába, keverjük össze, keverjük, majd melegítsük a reakció befejeződéséig. A reakcióelegyet lehűtjük, vizet adunk hozzá, majd a terméket természetes módon tisztítjuk, majd szárítjuk, így o-dibórsavat kapunk.
2. Aminocsoportok bevezetése:
Adjunk hozzá o-dibór-benzoesavat és ammóniás vizet a reakcióelegyhez, keverjük össze, keverjük és melegítsük, hogy aminocsoportokkal rendelkező o-dibór-benzoesavat kapjunk.
3. Reakció előkészítés:
Keverjük össze és keverjük össze az o-dibór-benzwirsav ikerionokat aminocsoportokkal és tiokénsavval, melegítsük és reagáltatjuk, hogy megkapjuk a célterméket: 1,4-Fenilén-biszboronsav, o-aminofenilbórsav és tiokénsav.
A fentiek a reakciószintézis módszerének alapötlete és lépései, a konkrét kísérleti körülmények és kísérleti technikák részletei a vonatkozó szakirodalomban olvashatók.
Összefoglalva, az 1,4-fenilén-biszboronsavhoz számos szintetikus módszer létezik, és a megfelelő módszert a különböző igényeknek megfelelően lehet kiválasztani. Ezek közül az első három módszer bórsavat használ nyersanyagként, amely egyszerű és könnyen beszerezhető, de általában hosszabb reakcióidőt és körülményeket igényel. A negyedik módszer rézkatalizátort igényel, és tiokénsavat használ fontos nyersanyagként, de a reakció levegőérzékeny és gyakorlott kísérleti ismereteket igényel.