1,4-Acid fenilenbisboroniceste un compus organobor, care este adesea folosit ca ligand, catalizator și intermediar în sinteza organică. Următoarele sunt câteva metode sintetice comune:
1. Sinteza reacției de catecol și acid boric:
Catecolul și acidul boric generează acid 1,4-fenilenbisboronic prin reacție de substituție în condiții alcaline. Reacția este de obicei efectuată atunci când raportul molar al reactanților este de 2:3 și folosind condiții bazice cum ar fi hidroxid de sodiu, carbonat de sodiu sau trietilamină. Ecuația reacției parțiale este următoarea:
2C6H4(OH)2plus 3H3BO3plus 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4plus 6Na2BO3plus 9H2O
1,4-Acidul fenilenbisboronic este o moleculă organică care conține două grupe de acid boronic, care poate fi utilizată pentru a sintetiza molecule organice care conțin inele benzenice. De obicei, acidul 1,4-fenilenbisboronic poate fi sintetizat prin reacția catecolului și acidului boric.
Etape de reacție:
1.1. Mai întâi, amestecați și amestecați dioxidul de tetrahidrobor al acidului boric (B2O3•H2O) și catecol și se adaugă o cantitate adecvată de carbonat de sodiu (Na2CO3) pentru a ajusta valoarea pH-ului reacției;
1.2. În amestec, adăugați clorură de paladiu (PdCl2) și un ligand fosfină solubil în apă. Ligandul de fosfină utilizat în mod obișnuit este trifenilfosfina (PPh3) sau tri(p-toluensulfonil)fosfină (PTSA). După adăugarea acestor catalizatori în amestec, poate fi promovată reacția de condensare a catecolului și a acidului boric, iar energia de activare a reacției poate fi redusă;
1.3. Amestecul de reacție trebuie efectuat la o temperatură adecvată, de obicei între 60 și 80 de grade, iar timpul de reacție este de 4 ore până la 12 ore. Procesul de reacție se desfășoară uneori în atmosferă inertă;
1.4. După reacție, produsul de reacție este tratat cu acid diluat pentru a precipita acidul 1,4-fenilenbisboronic. Produsul de reacție trebuie de asemenea să fie filtrat și uscat pentru a obține un produs cristalizat;
În concluzie, reacția catecolului și acidului boric pentru a sintetiza 1,4-acidul fenilenbisboronic include adăugarea de catecol și acid boric în amestecul de catalizator, ajustarea valorii pH și efectuarea reacției de condensare la o temperatură adecvată, după ce reacția este completat, acidul diluat este utilizat pentru prelucrare, filtrare și uscare pentru a produce produsul cristalin.
2. Sinteza reacției de arilazobenzen și acid boronic:
Aril azobenzenul reacționează cu nitritul de sodiu pentru a genera compusul aril diazoniu și, în continuare, reacționează cu acidul boric în condiții alcaline pentru a obține acid 1,4-fenilenbisboronic. Metoda utilizează un mediu alcalin, cum ar fi carbonat de sodiu, hidroxid de sodiu sau trietilamină, și este de obicei efectuată atunci când raportul molar al reactanților este de 1:2. Ecuația reacției parțiale este următoarea:
C6H4(N2)2plus 2H3BO3plus 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4plus 2NaNO2plus 2H2O
Etapele sintezei sunt după cum urmează:
Pasul 1: Sinteza fenilazobenzenului:
Fenilazobenzenul poate fi preparat prin reacție de cuplare azo. În primul rând, anilina nitrozată este preparată prin dizolvarea anilinei în acid HCI și reacția cu nitritul de sodiu. Apoi, anilina nitrozată este transformată într-un intermediar al azobenzenului, iar produsul fenilazobenzen este obținut printr-o reacție de reducere.
Pasul 2: Reacția acidului boric și a fenilazobenzenului:
Se adaugă acid boric și fenilazobenzen în vasul de reacție, se amestecă și se încălzește încet la aproximativ 80 de grade și se continuă încălzirea până când reacția este completă după ce reactanții reacţionează complet. După terminarea reacției, se obține acidul 1,4-fenilenbisboronic prin răcire și filtrare. Mecanismul principal al reacției este că acidul boric reacționează cu fenilazobenzen pentru a genera un intermediar, iar apoi intermediarul este supus transferului și eliminării pentru a genera acid 1,4-fenilenbisboronic.
Avantajul acestei reacții este că condițiile de reacție sunt blânde, este potrivită pentru sinteza pe scară largă și poate fi utilizată pentru a sintetiza alți compuși organobor.
3. Sinteza reacției de benzaldehidă și acid boric:
Benzaldehida și acidul boronic generează 1,4-acid fenilenbisboronic prin etapa de lungime de metoxilare în condiții bazice. Reacția folosește un mediu bazic cum ar fi carbonat de sodiu, hidroxid de sodiu sau trietilamină și este de obicei efectuată când raportul molar al reactanților este de 1:2. Ecuația reacției parțiale este următoarea:
C6H5CHO plus 2H3BO3 plus 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 plus 2NaHCO3 plus 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 plus HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus 2MeOH
Etape experimentale:
Pasul 1: Sinteza benzaldehidei și a complexului de dimetilsulfinamidă anhidru:
La benzaldehidă (5,0 g) s-a adăugat dimetilsulfinamidă anhidră uscată electrostatic (5,97 g) şi s-a adăugat hidroxid de sodiu catalizator (0,73 g). Reacția a fost propulsată cu azot și încălzită până la fierbere. După ce a reacţionat timp de 25 de minute, a fost filtrat, iar filtratul a fost spălat cu etanol absolut şi apoi uscat pentru a obţine un complex de benzaldehidă şi dimetilsulfinamidă anhidru.
Pasul 2: reacția de condensare dintre benzaldehida sintetică și acidul boric:
S-au adăugat Benzaldehidă și acid boric în clorură de metilen care conține o cantitate mică de hidroxid de sodiu într-un raport molar de 1:1. După amestecare și amestecare cu o baghetă de sticlă, se încălzește la 80 de grade într-o baie de apă cu temperatură constantă pentru a reacționa timp de 6 ore. După reacție, se spală cu apă și apoi se concentrează soluția cu un evaporator rotativ. În același timp, sa adăugat cloroform (50 ml) pentru a dizolva soluția și sa adăugat soluție saturată de clorură de sodiu, iar cloroformul a fost îndepărtat cu un evaporator rotativ. În acest fel, obținem acidul 1,4-fenilenbisboronic de care avem nevoie.
Pasul 3: Separarea extractului de cloroform:
Produsul a fost extras din soluţia de reacţie cu cloroform, apoi filtrat şi trecut prin apă, iar filtratul a fost extras cu izopentan. Cele două extracte au fost combinate și evaporate într-un evaporator rotativ pentru a obține un produs solid.
Pasul 4: Purificarea și caracterizarea produsului:
Solidul precipitat rezultat a fost spălat cu metanol, înmuiat în apă până când pH-ul a atins 6-7, apoi centrifugat și scurs. În cele din urmă, produsul pur 1,4-acidul fenilenbisboronic a fost obținut prin ulei de distilare rotativ volatil. Analiza prin spectrometrie de masă a produsului prin spectrofotometru UV-Vis poate obține proprietățile sale chimice, cum ar fi greutatea moleculară, structura moleculară etc.
în concluzie:
Prin pașii de mai sus, am sintetizat cu succes produsul de condensare al benzaldehidei și acidului boronic, și anume 1,4-acidul fenilenbisboronic. Această metodă este simplă și clară, ușor de utilizat, iar efectul este bun și se poate obține un produs curat și pur. Are o anumită practicabilitate și perspective de aplicare.
4. Sinteza reacției acidului o-aminofenilboronic și acidului tiosulfuric:
Acidul antranilic și acidul tiosulfuric reacționează sub cataliză de cupru pentru a genera acid 1,4-fenilenbisboronic. Reacția este de obicei efectuată atunci când raportul molar al reactanților este de 1:1, folosind benzen ca solvent. Ecuația reacției parțiale este următoarea:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 plus Cu plus 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus CuSO4 plus 1/2(S2O6)2-
Pașii de bază:
1. Sinteza acidului o-diborobenzoic:
Se adaugă acid benzoic, acid boric și acid sulfuric în camera de reacție, se amestecă și se agită și se încălzește până când reacția este completă. Amestecul de reacție este răcit și se adaugă apă, iar produsul este naturalizat și apoi uscat pentru a obține acid o-diboronic.
2. Introducerea grupărilor amino:
Se adaugă acid o-diborobenzoic și apă cu amoniac în amestecul de reacție împreună, se amestecă și se agită și se încălzește pentru a obține acid o-diborobenzoic cu grupări amino.
3. Prepararea reacției:
Se amestecă și se amestecă zwitterionii de acid o-diborobenzwiric cu grupări amino și acid tiosulfuric, se încălzește și se reacționează pentru a obține produsul țintă 1,4-Acid fenilenbisboronic acid o-aminofenilboronic și acid tiosulfuric.
Cele de mai sus sunt ideea de bază și etapele metodei de sinteză a reacției, iar detaliile condițiilor experimentale specifice și tehnicilor experimentale pot fi raportate la literatura relevantă.
În concluzie, există multe metode de sinteză pentru acidul 1,4-fenilenbisboronic și o metodă adecvată poate fi selectată în funcție de nevoile diferite. Dintre acestea, primele trei metode folosesc ca materie primă acidul boric, care este simplu și ușor de obținut, dar necesită în general timpi și condiții de reacție mai lungi. A patra metodă necesită un catalizator de cupru și folosește acidul tiosulfuric ca materie primă importantă, dar reacția este sensibilă la aer și necesită abilități experimentale calificate.