1,4-Àcid fenilenbisborònicés un compost organoboro, que s'utilitza sovint com a lligand, catalitzador i intermedi en la síntesi orgànica. Els següents són diversos mètodes sintètics comuns:
1. Síntesi de la reacció de catecol i àcid bòric:
El catecol i l'àcid bòric generen 1,4-àcid fenilenbisborònic mitjançant una reacció de substitució en condicions alcalines. La reacció es realitza normalment quan la proporció molar dels reactius és de 2:3, i utilitzant condicions bàsiques com hidròxid de sodi, carbonat de sodi o trietilamina. L'equació de la reacció parcial és la següent:
2C6H4(OH)2més 3H3BO3més 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4més 6Na2BO3més 9h2O
1,4-L'àcid fenilenbisborònic és una molècula orgànica que conté dos grups d'àcid borònic, que es pot utilitzar per sintetitzar molècules orgàniques que contenen anells de benzè. Normalment, l'àcid 1,4-fenilenbisborònic es pot sintetitzar fent reaccionar el catecol i l'àcid bòric.
Passos de reacció:
1.1. Primer, barregeu i remeneu el diòxid de tetrahidroboro àcid bòric (B2O3•H2O) i catecol, i afegiu-hi una quantitat adequada de carbonat sòdic (Na2CO3) per ajustar el valor de pH de la reacció;
1.2. A la barreja, afegiu clorur de pal·ladi (PdCl2) i un lligand de fosfina soluble en aigua. El lligand de fosfina més utilitzat és la trifenilfosfina (PPh3) o tri(p-toluensulfonil)fosfina (PTSA). Després d'afegir aquests catalitzadors a la mescla, es pot promoure la reacció de condensació del catecol i l'àcid bòric i es pot reduir l'energia d'activació de la reacció;
1.3. La mescla de reacció s'ha de dur a terme a una temperatura adequada, normalment entre 60 i 80 graus, i el temps de reacció és de 4 hores a 12 hores. El procés de reacció es realitza de vegades sota una atmosfera inert;
1.4. Després de la reacció, el producte de reacció es tracta amb àcid diluït per precipitar 1,4-àcid fenilenbisborònic. També cal filtrar i assecar el producte de reacció per obtenir un producte cristal·litzat;
En conclusió, la reacció del catecol i l'àcid bòric per sintetitzar 1,4-àcid fenilenbisborònic inclou afegir catecol i àcid bòric a la barreja del catalitzador, ajustar el valor del pH i dur a terme la reacció de condensació a una temperatura adequada, després de la reacció. completat, l'àcid diluït s'utilitza per al treball, la filtració i l'assecat per obtenir el producte cristal·lí.
2. Síntesi de la reacció d'aril azobenzè i àcid borònic:
L'aril azobenzè reacciona amb el nitrit de sodi per generar un compost d'aril diazoni i, a més, reacciona amb l'àcid bòric en condicions alcalines per obtenir àcid 1,4-fenilenbisborònic. El mètode utilitza un medi alcalí com el carbonat de sodi, l'hidròxid de sodi o la trietilamina, i normalment es realitza quan la proporció molar dels reactius és 1:2. L'equació de la reacció parcial és la següent:
C6H4(N2)2més 2H3BO3més 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4més 2NaNO2més 2H2O
Els passos de síntesi són els següents:
Pas 1: síntesi de fenilazobenzè:
El fenilazobenzè es pot preparar per reacció d'acoblament azo. En primer lloc, l'anilina nitrosada es prepara dissolent l'anilina en àcid HCl i reaccionant amb nitrit de sodi. A continuació, l'anilina nitrosada es converteix en un intermedi d'azobenzè i s'obté el producte fenilazobenzè mitjançant una reacció de reducció.
Pas 2: Reacció de l'àcid bòric i el fenilazobenzè:
Afegiu àcid bòric i fenilazobenzè al recipient de reacció, barregeu i escalfeu lentament a uns 80 graus i continueu escalfant fins que la reacció s'hagi completat després que els reactius hagin reaccionat completament. Un cop acabada la reacció, s'obté 1,4-àcid fenilenbisborònic mitjançant el refredament i la filtració. El mecanisme principal de la reacció és que l'àcid bòric reacciona amb el fenilazobenzè per generar un intermedi i, a continuació, l'intermedi es transfereix i s'elimina per generar àcid 1,4-fenilenbisborònic.
L'avantatge d'aquesta reacció és que les condicions de reacció són suaus, és adequada per a la síntesi a gran escala i es pot utilitzar per sintetitzar altres compostos d'organobor.
3. Síntesi de la reacció de benzaldehid i àcid bòric:
El benzaldehid i l'àcid borònic generen àcid 1,4-fenilenbisborònic mitjançant el pas de longitud de metoxilació en condicions bàsiques. La reacció utilitza un medi bàsic com el carbonat de sodi, l'hidròxid de sodi o la trietilamina, i normalment es realitza quan la proporció molar dels reactius és 1:2. L'equació de la reacció parcial és la següent:
C6H5CHO més 2H3BO3 més 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 més 2NaHCO3 més 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 més HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 més 2MeOH
Passos experimentals:
Pas 1: síntesi de benzaldehid i complex de dimetilsulfinamida anhidre:
Es va afegir dimetilsulfinamida anhidra assecada electrostàticament (5,97 g) al benzaldehid (5,0 g) i es va afegir el catalitzador hidròxid de sodi (0,73 g). La reacció es va impulsar amb nitrogen i es va escalfar fins a ebullició. Després de reaccionar durant 25 minuts, es va filtrar i el filtrat es va rentar amb etanol absolut i després es va assecar per obtenir un complex de benzaldehid i dimetilsulfinamida anhidre.
Pas 2: la reacció de condensació entre el benzaldehid sintètic i l'àcid bòric:
Es van afegir benzaldehid i àcid bòric al clorur de metilè que contenia una petita quantitat d'hidròxid de sodi en una proporció molar d'1:1. Després d'agitar i barrejar amb una vareta de vidre, escalfeu-lo a 80 graus en un bany d'aigua a temperatura constant per reaccionar durant 6 hores. Després de la reacció, es renta amb aigua i després es concentra la solució amb un evaporador rotatiu. Al mateix temps, es va afegir cloroform (50 ml) per dissoldre la solució i es va afegir una solució saturada de clorur de sodi i es va eliminar el cloroform amb un evaporador rotatiu. D'aquesta manera, obtenim l'àcid 1,4-fenilenbisborònic que necessitem.
Pas 3: Separació de l'extracte de cloroform:
El producte es va extreure de la solució de reacció amb cloroform, després es va filtrar i es va passar per aigua, i el filtrat es va extreure amb isopentà. Els dos extractes es van combinar i es van evaporar en un evaporador rotatiu per obtenir un producte sòlid.
Pas 4: Purificació i caracterització del producte:
El sòlid precipitat resultant es va rentar amb metanol, es va remullar amb aigua fins que el pH va arribar a 6-7, després es va centrifugar i es va escórrer. Finalment, el producte pur 1,4-àcid fenilenbisborònic es va obtenir mitjançant oli de destil·lació volàtil rotatiu. L'anàlisi d'espectrometria de masses del producte mitjançant espectrofotòmetre UV-Vis pot obtenir les seves propietats químiques, com ara pes molecular, estructura molecular, etc.
en conclusió:
Mitjançant els passos anteriors, vam sintetitzar amb èxit el producte de condensació del benzaldehid i l'àcid borònic, és a dir, l'àcid 1,4-fenilenbisborònic. Aquest mètode és senzill i clar, fàcil d'utilitzar i l'efecte és bo i es pot obtenir un producte net i pur. Té una certa viabilitat i perspectiva d'aplicació.
4. Síntesi de la reacció de l'àcid o-aminofenilborònic i l'àcid tiosulfúric:
L'àcid antranílic i l'àcid tiosulfúric reaccionen sota la catàlisi del coure per generar àcid 1,4-fenilenbisborònic. La reacció es realitza normalment quan la proporció molar dels reactius és 1:1, utilitzant benzè com a dissolvent. L'equació de la reacció parcial és la següent:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 més Cu més 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 més CuSO4 més 1/2(S2O6)2-
Els passos bàsics:
1. Síntesi de l'àcid o-diborobenzoic:
Afegiu àcid benzoic, àcid bòric i àcid sulfúric a la cambra de reacció, barregeu i remeneu i escalfeu fins que s'acabi la reacció. La barreja de reacció es refreda i s'afegeix aigua, i el producte es naturalitza i després s'asseca per obtenir àcid o-diborònic.
2. Introducció de grups amino:
Afegiu l'àcid o-diborobenzoic i l'aigua d'amoníac a la barreja de reacció junts, barregeu i remeneu i escalfeu per obtenir àcid o-diborobenzoic amb grups amino.
3. Preparació de la reacció:
Barrejar i remenar els zwitterions d'àcid o-diborobenzwiric amb grups amino i àcid tiosulfúric, escalfar i reaccionar per obtenir el producte objectiu 1, 4-àcid fenilenbisborònic àcid o-aminofenilborònic i àcid tiosulfúric.
L'anterior és la idea bàsica i els passos del mètode de síntesi de reacció, i els detalls de les condicions experimentals específiques i les tècniques experimentals es poden referir a la literatura rellevant.
En resum, hi ha molts mètodes sintètics per a l'àcid 14-fenilenbisborònic, i es pot seleccionar un mètode adequat segons les diferents necessitats. Entre ells, els tres primers mètodes utilitzen com a matèria primera l'àcid bòric, que és senzill i fàcil d'obtenir, però en general requereix temps i condicions de reacció més llargs. El quart mètode requereix un catalitzador de coure i utilitza l'àcid tiosulfúric com a matèria primera important, però la reacció és sensible a l'aire i requereix habilitats experimentals especialitzades.