1,4-Fenilenebisborono rūgštisyra organoboro junginys, kuris dažnai naudojamas kaip ligandas, katalizatorius ir tarpinis produktas organinėje sintezėje. Toliau pateikiami keli įprasti sintetiniai metodai:
1. Katecholio ir boro rūgšties reakcijos sintezė:
Katecholis ir boro rūgštis sukuria 1,4-fenilenbisboro rūgštį per pakeitimo reakciją šarminėmis sąlygomis. Reakcija paprastai atliekama, kai reagentų molinis santykis yra 2:3 ir naudojant bazines sąlygas, tokias kaip natrio hidroksidas, natrio karbonatas arba trietilaminas. Dalinės reakcijos lygtis yra tokia:
2C6H4(OI)2plius 3H3BO3plius 6NaOH → C6H4(OI)2B(OH)2C6H4plius 6Na2BO3plius 9H2O
1,4-Fenilenebisboro rūgštis yra organinė molekulė, turinti dvi boro rūgšties grupes, kuri gali būti naudojama organinėms molekulėms, turinčioms benzeno žiedus, sintetinti. Paprastai 1,4-fenilenbisboro rūgštis gali būti susintetinta reaguojant katecholiui ir boro rūgščiai.
Reakcijos žingsniai:
1.1. Pirmiausia sumaišykite ir išmaišykite boro rūgšties tetrahidroboro dioksidą (B2O3•H2O) ir katecholio ir įpilkite atitinkamą kiekį natrio karbonato (Na2BENDRAI3) reguliuoti reakcijos pH reikšmę;
1.2. Į mišinį įpilkite paladžio chlorido (PdCl2) ir vandenyje tirpus fosfino ligandas. Dažniausiai naudojamas fosfino ligandas yra trifenilfosfinas (PPh3) arba tri(p-toluensulfonil)fosfinas (PTSA). Į mišinį įdėjus šių katalizatorių, galima paskatinti katecholio ir boro rūgšties kondensacijos reakciją, sumažinti reakcijos aktyvacijos energiją;
1.3. Reakcijos mišinys turi būti vykdomas atitinkamoje temperatūroje, paprastai nuo 60 laipsnių iki 80 laipsnių, o reakcijos laikas yra nuo 4 valandų iki 12 valandų. Reakcijos procesas kartais vyksta inertinėje atmosferoje;
1.4. Po reakcijos reakcijos produktas apdorojamas praskiesta rūgštimi, kad nusodintų 1,4-fenilenbisboro rūgštį. Reakcijos produktą taip pat reikia filtruoti ir išdžiovinti, kad gautųsi kristalizuotas produktas;
Apibendrinant galima pasakyti, kad katecholio ir boro rūgšties reakcija sintezuojant 1,4-fenilenbisboro rūgštį apima katecholio ir boro rūgšties įdėjimą į katalizatoriaus mišinį, pH vertės reguliavimą ir kondensacijos reakciją atitinkamoje temperatūroje po to, kai reakcija baigiasi. baigtas, praskiesta rūgštis naudojama apdirbimui, filtravimui ir džiovinimui, kad gautų kristalinį produktą.
2. Arilo azobenzeno ir boro rūgšties reakcijos sintezė:
Arilo azobenzenas reaguoja su natrio nitritu, kad susidarytų arilo diazonio junginys, o toliau šarminėmis sąlygomis reaguoja su boro rūgštimi, kad gautų 1,4-fenilenbisboro rūgštį. Metodas naudoja šarminę terpę, tokią kaip natrio karbonatas, natrio hidroksidas arba trietilaminas, ir paprastai atliekamas, kai reagentų molinis santykis yra 1:2. Dalinės reakcijos lygtis yra tokia:
C6H4(N2)2plius 2H3BO3plius 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4plius 2NaNO2plius 2H2O
Sintezės etapai yra tokie:
1 veiksmas: fenilazobenzeno sintezė:
Fenilazobenzenas gali būti pagamintas azo-jungimo reakcijos būdu. Pirma, nitrozintas anilinas gaunamas ištirpinant aniliną HCl rūgštyje ir reaguojant su natrio nitritu. Tada nitrozintas anilinas paverčiamas tarpiniu azobenzeno junginiu, o fenilazobenzeno produktas gaunamas per redukcijos reakciją.
2 veiksmas: boro rūgšties ir fenilazobenzeno reakcija:
Į reakcijos indą įpilkite boro rūgšties ir fenilazobenzeno, išmaišykite ir lėtai kaitinkite iki maždaug 80 laipsnių ir toliau kaitinkite, kol reakcija pasibaigs, kai reagentai visiškai sureagavo. Pasibaigus reakcijai, 1,4-fenilenbisboro rūgštis gaunama aušinant ir filtruojant. Pagrindinis reakcijos mechanizmas yra tas, kad boro rūgštis reaguoja su fenilazobenzenu, kad susidarytų tarpinis produktas, o tada tarpinis produktas perkeliamas ir pašalinamas, kad susidarytų 1,4-fenilenbisboro rūgštis.
Šios reakcijos privalumas yra tai, kad reakcijos sąlygos yra švelnios, ji tinka didelės apimties sintezei, gali būti naudojama ir kitiems organiniams boro junginiams sintetinti.
3. Benzaldehido ir boro rūgšties reakcijos sintezė:
Benzaldehidas ir boro rūgštis sukuria 1,4-fenilenbisboro rūgštį per metoksilinimo ilgį bazinėmis sąlygomis. Reakcijai naudojama bazinė terpė, tokia kaip natrio karbonatas, natrio hidroksidas arba trietilaminas, ir paprastai atliekama, kai reagentų molinis santykis yra 1:2. Dalinės reakcijos lygtis yra tokia:
C6H5CHO plius 2H3BO3 plius 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 plius 2NaHCO3 plius 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 plius HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plius 2MeOH
Eksperimento žingsniai:
1 etapas: benzaldehido ir bevandenio dimetilsulfinamido komplekso sintezė:
Elektrostatiniu būdu išdžiovintas bevandenis dimetilsulfinamidas (5,97 g) buvo pridėtas prie benzaldehido (50 g) ir pridėtas katalizatorius natrio hidroksidas (0,73 g). Reakcija buvo skatinama azotu ir kaitinama iki virimo. Po reakcijos 25 minutes jis filtruojamas, filtratas plaunamas absoliučiu etanoliu ir išdžiovinamas, kad gautų benzaldehido ir bevandenio dimetilsulfinamido kompleksą.
2 žingsnis: kondensacijos reakcija tarp sintetinio benzaldehido ir boro rūgšties:
Benzaldehidas ir boro rūgštis buvo pridėta į metileno chloridą, kuriame yra nedidelis kiekis natrio hidroksido moliniu santykiu 1:1. Išmaišius ir sumaišius stikline lazdele, pastovios temperatūros vandens vonelėje kaitinti iki 80 laipsnių, kad reaguotų 6 valandas. Pasibaigus reakcijai, nuplaukite vandeniu ir sukoncentruokite tirpalą sukamuoju garintuvu. Tuo pačiu metu buvo pridėta chloroformo (50 ml), kad ištirptų tirpalas, pridėtas prisotintas natrio chlorido tirpalas, o chloroformas pašalintas sukamuoju garintuvu. Tokiu būdu gauname mums reikalingą 1,4-fenilenbisboro rūgštį.
3 veiksmas: chloroformo ekstrakto atskyrimas:
Produktas ekstrahuotas iš reakcijos tirpalo chloroformu, po to filtruojamas ir praleidžiamas per vandenį, o filtratas ekstrahuojamas izopentanu. Abu ekstraktai buvo sujungti ir išgarinti rotaciniame garintuve, kad gautų kietą produktą.
4 veiksmas: produkto gryninimas ir apibūdinimas:
Susidariusi nuosėdų kieta medžiaga buvo plaunama metanoliu, mirkoma vandenyje, kol pH pasiekė 6-7, tada centrifuguojama ir nusausinama. Galiausiai grynas produktas 1,4-Fenilenebisboro rūgštis buvo gauta rotacinės lakiosios distiliacijos būdu. Produkto masės spektrometrinė analizė UV-Vis spektrofotometru gali nustatyti jo chemines savybes, tokias kaip molekulinė masė, molekulinė struktūra ir kt.
Apibendrinant:
Atlikdami aukščiau nurodytus veiksmus, sėkmingai susintetinome benzaldehido ir boro rūgšties kondensacijos produktą, ty 1,4-fenilenbisboro rūgštį. Šis metodas yra paprastas ir aiškus, jį lengva valdyti, o poveikis yra geras, todėl galima gauti švarų ir gryną produktą. Jis turi tam tikrą praktiškumą ir taikymo perspektyvą.
4. O-aminofenilboro rūgšties ir tiosulfato rūgšties reakcijos sintezė:
Antranilo rūgštis ir tiosieros rūgštis reaguoja vario katalizėje ir susidaro 1,4-fenilenbisboro rūgštis. Reakcija paprastai atliekama, kai reagentų molinis santykis yra 1:1, kaip tirpiklį naudojant benzeną. Dalinės reakcijos lygtis yra tokia:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 plius Cu plius 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plius CuSO4 plius 1/2(S2O6)2-
Pagrindiniai žingsniai:
1. O-diborobenzenkarboksirūgšties sintezė:
Į reakcijos kamerą supilkite benzenkarboksirūgštį, boro rūgštį ir sieros rūgštį, išmaišykite, maišykite ir kaitinkite, kol reakcija baigsis. Reakcijos mišinys atšaldomas ir įpilama vandens, produktas natūralinamas ir džiovinamas, kad gautų o-diborono rūgštį.
2. Amino grupių įvedimas:
Į reakcijos mišinį kartu įpilkite o-diborobenzenkarboksirūgšties ir amoniako vandens, sumaišykite ir maišykite ir kaitinkite, kad gautumėte o-diborobenzenkarboksirūgštį su amino grupėmis.
3. Reakcijos paruošimas:
Sumaišykite ir maišykite o-diborobenzwiro rūgšties cvitterionus su amino grupėmis ir tiosulfato rūgštimi, kaitinkite ir reaguokite, kad gautumėte tikslinį produktą 1, 4-Fenilenebisboro rūgštis o-aminofenilboro rūgštis ir tiosieros rūgštis.
Pirmiau pateikta pagrindinė reakcijos sintezės metodo idėja ir žingsniai, o išsamią informaciją apie konkrečias eksperimentines sąlygas ir eksperimentinius metodus galima rasti atitinkamoje literatūroje.
Apibendrinant galima pasakyti, kad yra daug 1,4-fenilenbisboro rūgšties sintetinių metodų, todėl galima pasirinkti tinkamą metodą pagal skirtingus poreikius. Tarp jų pirmuosiuose trijuose metoduose kaip žaliava naudojama boro rūgštis, kuri yra paprasta ir lengvai gaunama, tačiau paprastai reikalauja ilgesnio reakcijos laiko ir sąlygų. Ketvirtajam metodui reikalingas vario katalizatorius, o tiosieros rūgštis naudojama kaip svarbi žaliava, tačiau reakcija yra jautri orui ir reikalauja kvalifikuotų eksperimentinių įgūdžių.