1,4-Phenyleenbisboorzuuris een organoboorverbinding, die vaak wordt gebruikt als ligand, katalysator en tussenproduct in organische synthese. Hier volgen enkele veelgebruikte synthetische methoden:
1. Reactiesynthese van catechol en boorzuur:
Catechol en boorzuur genereren 1,4-fenyleenbisboorzuur door middel van een substitutiereactie onder alkalische omstandigheden. De reactie wordt gewoonlijk uitgevoerd wanneer de molverhouding van de reagentia 2:3 is en onder basische omstandigheden zoals natriumhydroxide, natriumcarbonaat of triethylamine. De partiële reactievergelijking is als volgt:
2C6H4(OH)2plus 3H3BO3plus 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4plus 6Na2BO3plus 9H2O
1,4-Fenyleenbisboorzuur is een organisch molecuul dat twee boorzuurgroepen bevat, dat kan worden gebruikt om organische moleculen te synthetiseren die benzeenringen bevatten. Gewoonlijk kan 1,4-fenyleenbisboorzuur worden gesynthetiseerd door catechol en boorzuur te laten reageren.
Reactie stappen:
1.1. Meng en roer eerst boorzuurtetrahydroboordioxide (B2O3•H2O) en catechol, en voeg een geschikte hoeveelheid natriumcarbonaat (Na2CO3) om de pH-waarde van de reactie aan te passen;
1.2. Voeg in het mengsel palladiumchloride (PdCl2) en een in water oplosbare fosfineligand. De veelgebruikte fosfineligand is trifenylfosfine (PPh3) of tri(p-tolueensulfonyl)fosfine (PTSA). Na toevoeging van deze katalysatoren aan het mengsel kan de condensatiereactie van catechol en boorzuur worden bevorderd en kan de activeringsenergie van de reactie worden verminderd;
1.3. Het reactiemengsel moet worden uitgevoerd bij een geschikte temperatuur, gewoonlijk tussen 60 graden en 80 graden, en de reactietijd is 4 uur tot 12 uur. Het reactieproces wordt soms uitgevoerd onder een inerte atmosfeer;
1.4. Na de reactie wordt het reactieproduct behandeld met verdund zuur om 1,4-fenyleenbisboorzuur neer te slaan. Het reactieproduct moet ook worden gefiltreerd en gedroogd om een gekristalliseerd product te verkrijgen;
Concluderend, de reactie van catechol en boorzuur om 1,4-fenyleenbisboorzuur te synthetiseren, omvat het toevoegen van catechol en boorzuur aan het katalysatormengsel, het aanpassen van de pH-waarde en het uitvoeren van een condensatiereactie bij een geschikte temperatuur, nadat de reactie is voltooid. voltooid, wordt verdund zuur gebruikt om het kristallijne product op te werken, te filtreren en te drogen.
2. Reactiesynthese van arylazobenzeen en boorzuur:
Arylazobenzeen reageert met natriumnitriet om een aryldiazoniumverbinding te genereren, en reageert verder met boorzuur onder alkalische omstandigheden om 1,4-fenyleenbisboorzuur te verkrijgen. De methode maakt gebruik van een alkalisch medium zoals natriumcarbonaat, natriumhydroxide of triethylamine en wordt gewoonlijk uitgevoerd wanneer de molaire verhouding van de reactanten 1:2 is. De partiële reactievergelijking is als volgt:
C6H4(N2)2plus 2H3BO3plus 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4plus 2NaNO2plus 2H2O
De synthesestappen zijn als volgt:
Stap 1: Synthese van fenylazobenzeen:
Fenylazobenzeen kan worden bereid door middel van een azokoppelingsreactie. Eerst wordt genitroseerd aniline bereid door aniline op te lossen in HCl-zuur en te laten reageren met natriumnitriet. Vervolgens wordt het genitroseerde aniline omgezet in een tussenproduct van azobenzeen en wordt het fenylazobenzeenproduct verkregen door een reductiereactie.
Stap 2: Reactie van boorzuur en fenylazobenzeen:
Voeg boorzuur en fenylazobenzeen toe aan het reactievat, meng en verwarm langzaam tot ongeveer 80 graden en ga door met verwarmen totdat de reactie voltooid is nadat de reagentia volledig gereageerd hebben. Nadat de reactie voorbij is, wordt 1,4-fenyleenbisboorzuur verkregen door afkoeling en filtratie. Het belangrijkste mechanisme van de reactie is dat boorzuur reageert met fenylazobenzeen om een tussenproduct te genereren, waarna het tussenproduct overdracht en eliminatie ondergaat om 1,4-fenyleenbisboorzuur te genereren.
Het voordeel van deze reactie is dat de reactieomstandigheden mild zijn, geschikt voor synthese op grote schaal en kan worden gebruikt om andere organoboriumverbindingen te synthetiseren.
3. Reactiesynthese van benzaldehyde en boorzuur:
Benzaldehyde en boorzuur genereren 1,4-fenyleenbisboorzuur via de methoxyleringslengtestap onder basische omstandigheden. De reactie maakt gebruik van een basisch medium zoals natriumcarbonaat, natriumhydroxide of triethylamine en wordt gewoonlijk uitgevoerd wanneer de molaire verhouding van de reactanten 1:2 is. De partiële reactievergelijking is als volgt:
C6H5CHO plus 2H3BO3 plus 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 plus 2NaHCO3 plus 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 plus HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus 2MeOH
Experimentele stappen:
Stap 1: Synthese van benzaldehyde en watervrij dimethylsulfinamidecomplex:
Elektrostatisch gedroogd watervrij dimethylsulfinamide (5,97 g) werd toegevoegd aan benzaldehyde (5,0 g) en de katalysator natriumhydroxide (0,73 g) werd toegevoegd. De reactie werd voortgestuwd met stikstof en verhit tot koken. Na 25 minuten reageren werd gefiltreerd en het filtraat werd gewassen met absolute ethanol en daarna gedroogd om een complex van benzaldehyde en watervrij dimethylsulfinamide te verkrijgen.
Stap 2: de condensatiereactie tussen synthetisch benzaldehyde en boorzuur:
Benzaldehyde en boorzuur werden toegevoegd aan methyleenchloride dat een kleine hoeveelheid natriumhydroxide bevatte in een molaire verhouding van 1:1. Na roeren en mengen met een glazen staaf, verhit tot 80 graden in een waterbad met constante temperatuur om gedurende 6 uur te reageren. Was na de reactie met water en concentreer de oplossing vervolgens met een rotatieverdamper. Tegelijkertijd werd chloroform (50 ml) toegevoegd om de oplossing op te lossen en werd verzadigde natriumchloride-oplossing toegevoegd, en de chloroform werd verwijderd met een roterende verdamper. Op deze manier krijgen we het 1,4-fenyleenbisboorzuur dat we nodig hebben.
Stap 3: Scheiding van chloroformextract:
Het product werd met chloroform uit de reactieoplossing geëxtraheerd, vervolgens gefiltreerd en door water geleid en het filtraat werd met isopentaan geëxtraheerd. De twee extracten werden gecombineerd en ingedampt in een rotatieverdamper om een vast product te verkrijgen.
Stap 4: Zuivering en karakterisering van het product:
De resulterende geprecipiteerde vaste stof werd gewassen met methanol, geweekt in water totdat de pH 6-7 bereikte, vervolgens gecentrifugeerd en afgetapt. Ten slotte werd het zuivere product 1,4-Phenyleenbisboorzuur verkregen door roterende vluchtige destillatieolie. Massaspectrometrische analyse van het product door UV-Vis-spectrofotometer kan zijn chemische eigenschappen verkrijgen, zoals molecuulgewicht, moleculaire structuur, enz.
ten slotte:
Door de bovenstaande stappen hebben we met succes het condensatieproduct van benzaldehyde en boorzuur gesynthetiseerd, namelijk 1,4-fenyleenbisboorzuur. Deze methode is eenvoudig en duidelijk, gemakkelijk te bedienen en het effect is goed, en er kan een schoon en puur product worden verkregen. Het heeft bepaalde uitvoerbaarheid en toepassingsmogelijkheden.
4. Reactiesynthese van o-aminofenylboorzuur en thiozwavelzuur:
Antranilzuur en thiozwavelzuur reageren onder koperkatalyse om 1,4-fenyleenbisboorzuur te genereren. De reactie wordt gewoonlijk uitgevoerd wanneer de molverhouding van de reactanten 1:1 is, waarbij benzeen als oplosmiddel wordt gebruikt. De partiële reactievergelijking is als volgt:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 plus Cu plus 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 plus CuSO4 plus 1/2(S2O6)2-
De basisstappen:
1. Synthese van o-diborobenzoëzuur:
Voeg benzoëzuur, boorzuur en zwavelzuur toe aan de reactiekamer, meng en roer en verwarm tot de reactie voltooid is. Het reactiemengsel wordt gekoeld en water wordt toegevoegd, en het product wordt genaturaliseerd en vervolgens gedroogd om o-diboorzuur te verkrijgen.
2. Introductie van aminogroepen:
Voeg o-diboorbenzoëzuur en ammoniakwater samen toe aan het reactiemengsel, meng en roer en verwarm om o-diboorbenzoëzuur met aminogroepen te verkrijgen.
3. Reactievoorbereiding:
Meng en roer o-diborobenzwirinezuur-zwitterionen met aminogroepen en thiozwavelzuur, verwarm en reageer om het doelproduct 1,4-fenyleenbisboorzuur o-aminofenylboorzuur en thiozwavelzuur te verkrijgen.
Het bovenstaande is het basisidee en de stappen van de reactiesynthesemethode, en de details van de specifieke experimentele omstandigheden en experimentele technieken kunnen worden verwezen naar de relevante literatuur.
Kortom, er zijn veel synthetische methoden voor 1,4-fenyleenbisboorzuur, en er kan een geschikte methode worden gekozen op basis van verschillende behoeften. Onder hen gebruiken de eerste drie methoden boorzuur als grondstof, dat eenvoudig en gemakkelijk te verkrijgen is, maar over het algemeen langere reactietijden en omstandigheden vereist. De vierde methode vereist een koperkatalysator en gebruikt thiozwavelzuur als een belangrijke grondstof, maar de reactie is luchtgevoelig en vereist bekwame experimentele vaardigheden.