1,4-Феніленбісборонова кислотає борорганічною сполукою, яка часто використовується як ліганд, каталізатор і проміжний продукт в органічному синтезі. Нижче наведено кілька поширених синтетичних методів:
1. Реакція синтезу катехолу і борної кислоти:
Катехол і борна кислота утворюють 1,4-феніленбісборонову кислоту через реакцію заміщення в лужних умовах. Реакцію зазвичай проводять, коли молярне співвідношення реагентів становить 2:3, і використовуючи основні умови, такі як гідроксид натрію, карбонат натрію або триетиламін. Часткове рівняння реакції має такий вигляд:
2C6H4(OH)2плюс 3H3BO3плюс 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4плюс 6Na2BO3плюс 9Н2O
1,4-Феніленбісборонова кислота — це органічна молекула, що містить дві групи борної кислоти, яку можна використовувати для синтезу органічних молекул, що містять бензольні кільця. Зазвичай 1,4-феніленбісборонову кислоту можна синтезувати реакцією катехолу та борної кислоти.
Етапи реакції:
1.1. Спочатку змішайте та перемішайте діоксид тетрагідробору борної кислоти (B2O3•H2O) і катехол, і додайте відповідну кількість карбонату натрію (Na2CO3) для регулювання значення рН реакції;
1.2. У суміш додайте хлорид паладію (PdCl2) і водорозчинний фосфіновий ліганд. Зазвичай використовуваним фосфіновим лігандом є трифенілфосфін (PPh3) або три(п-толуолсульфоніл)фосфін (PTSA). Після додавання цих каталізаторів у суміш можна стимулювати реакцію конденсації катехолу та борної кислоти, а енергію активації реакції можна зменшити;
1.3. Реакційну суміш потрібно проводити при відповідній температурі, як правило, від 60 градусів до 80 градусів, а час реакції становить від 4 годин до 12 годин. Процес реакції іноді проводять в інертній атмосфері;
1.4. Після реакції продукт реакції обробляють розведеною кислотою для осадження 1,4-феніленбісборонової кислоти. Продукт реакції також необхідно відфільтрувати та висушити, щоб отримати кристалізований продукт;
На закінчення, реакція катехолу та борної кислоти для синтезу 1,4-феніленбісборонової кислоти включає додавання катехолу та борної кислоти до суміші каталізатора, регулювання значення рН та проведення реакції конденсації при відповідній температурі після завершення реакції. завершено, розведена кислота використовується для обробки, фільтрації та сушіння, щоб отримати кристалічний продукт.
2. Реакція синтезу арилазобензолу та борної кислоти:
Арилазобензол реагує з нітритом натрію з утворенням сполуки арилдіазонію, а потім реагує з борною кислотою в лужних умовах з отриманням 1,4-феніленбісборонової кислоти. Метод використовує лужне середовище, таке як карбонат натрію, гідроксид натрію або триетиламін, і зазвичай здійснюється, коли молярне співвідношення реагентів становить 1:2. Часткове рівняння реакції має такий вигляд:
C6H4(N2)2плюс 2H3BO3плюс 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4плюс 2NaNO2плюс 2H2O
Етапи синтезу такі:
Стадія 1: Синтез фенілазобензолу:
Фенілазобензол можна отримати реакцією азосполучення. Спочатку нітрозований анілін готують шляхом розчинення аніліну в HCl кислоті та взаємодії з нітритом натрію. Далі нітрозований анілін перетворюється на проміжну сполуку азобензолу, а продукт фенілазобензолу одержують шляхом реакції відновлення.
Стадія 2: Реакція борної кислоти та фенілазобензолу:
Додайте борну кислоту та фенілазобензол у реакційну посудину, перемішайте та повільно нагрійте приблизно до 80 градусів і продовжуйте нагрівання до завершення реакції після повної реакції реагентів. Після закінчення реакції шляхом охолодження та фільтрування отримують 1,4-феніленбісборонову кислоту. Основний механізм реакції полягає в тому, що борна кислота реагує з фенілазобензолом з утворенням проміжної сполуки, а потім проміжна сполука зазнає перенесення та елімінації з утворенням 1,4-феніленбісборонової кислоти.
Перевага цієї реакції полягає в тому, що умови реакції є м’якими, вона підходить для широкомасштабного синтезу та може бути використана для синтезу інших борорганічних сполук.
3. Реакція синтезу бензальдегіду та борної кислоти:
Бензальдегід і боронова кислота генерують 1,4-феніленбісборонову кислоту на етапі довжини метоксилування в основних умовах. У реакції використовується основне середовище, таке як карбонат натрію, гідроксид натрію або триетиламін, і зазвичай її проводять, коли молярне співвідношення реагентів становить 1:2. Часткове рівняння реакції має такий вигляд:
C6H5CHO плюс 2H3BO3 плюс 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 плюс 2NaHCO3 плюс 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 плюс HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 плюс 2MeOH
Експериментальні етапи:
Стадія 1: Синтез бензальдегіду та безводного диметилсульфінамідного комплексу:
Електростатично висушений безводний диметилсульфінамід (5,97 г) додавали до бензальдегіду (5.0 г) і додавали каталізатор гідроксид натрію (0,73 г). Реакційну суміш продували азотом і нагрівали до кипіння. Після реакції протягом 25 хвилин її фільтрували, і фільтрат промивали абсолютним етанолом і потім сушили з отриманням комплексу бензальдегіду і безводного диметилсульфінаміду.
Етап 2: реакція конденсації між синтетичним бензальдегідом і борною кислотою:
До хлористого метилену, що містить невелику кількість гідроксиду натрію, додавали бензальдегід і борну кислоту в мольному співвідношенні 1:1. Після перемішування та перемішування скляною паличкою нагрійте до 80 градусів на водяній бані постійної температури для реакції протягом 6 годин. Після реакції промивають водою, а потім концентрують розчин за допомогою роторного випарника. У той же час додавали хлороформ (50 мл) для розчинення розчину, додавали насичений розчин хлориду натрію, і хлороформ видаляли за допомогою роторного випарника. Таким чином ми отримуємо потрібну нам 1,4-феніленбісборонову кислоту.
Етап 3: Відділення екстракту хлороформу:
Продукт екстрагували з реакційного розчину хлороформом, потім фільтрували і пропускали через воду, а фільтрат екстрагували ізопентаном. Два екстракти об'єднували і випарювали в роторному випарнику з отриманням твердого продукту.
Крок 4: Очищення та характеристика продукту:
Отриману тверду речовину, що випала в осад, промивали метанолом, замочували у воді до досягнення рН 6-7, потім центрифугували та зливали. Нарешті, чистий продукт 1,4-феніленбісборонова кислота була отримана ротаційною дистиляцією летючої олії. Мас-спектрометричний аналіз продукту за допомогою спектрофотометра UV-Vis може отримати його хімічні властивості, такі як молекулярна маса, молекулярна структура тощо.
на закінчення:
За допомогою вищезазначених етапів ми успішно синтезували продукт конденсації бензальдегіду та борної кислоти, а саме 1,4-феніленбісборонову кислоту. Цей метод простий і зрозумілий, простий в експлуатації, і ефект хороший, і можна отримати чистий і чистий продукт. Має певну практичність і перспективність застосування.
4. Реакція синтезу о-амінофенілборної кислоти та тіосульфатної кислоти:
Антранілова кислота та тіосульфатна кислота реагують під дією мідного каталізу з утворенням 1,4-феніленбісборонової кислоти. Реакцію зазвичай проводять при молярному співвідношенні реагентів 1:1, використовуючи бензол як розчинник. Часткове рівняння реакції має такий вигляд:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 плюс Cu плюс 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 плюс CuSO4 плюс 1/2(S2O6)2-
Основні кроки:
1. Синтез о-диборбензойної кислоти:
Додайте бензойну кислоту, борну кислоту та сірчану кислоту в реакційну камеру, перемішайте, перемішайте та нагрівайте до завершення реакції. Реакційну суміш охолоджують і додають воду, продукт деградують і потім сушать з отриманням о-дибороновой кислоти.
2. Введення аміногруп:
До реакційної суміші разом додайте о-диборбензойну кислоту та аміачну воду, перемішайте, перемішайте та нагрівайте, щоб отримати о-диборбензойну кислоту з аміногрупами.
3. Підготовка реакції:
Змішайте та перемішайте цвітеріони о-диборобензвірової кислоти з аміногрупами та тіосульфатною кислотою, нагрійте та прореагуйте з отриманням цільового продукту 1,4-феніленбісборонової кислоти, о-амінофенілборонової кислоти та тіосульфатної кислоти.
Вище наведено основну ідею та етапи методу реакційного синтезу, а деталі конкретних експериментальних умов і експериментальних методик можна знайти у відповідній літературі.
Підсумовуючи, існує багато методів синтезу 1,4-феніленбісборонової кислоти, і відповідний метод можна вибрати відповідно до різних потреб. Серед них перші три способи використовують борну кислоту як сировину, яку легко та легко отримати, але зазвичай вимагає більш тривалого часу реакції та умов. Четвертий метод потребує мідного каталізатора та використовує тіосульфатну кислоту як важливу сировину, але реакція є чутливою до повітря та вимагає кваліфікованих експериментальних навичок.