1,4-Fenüleenbisboorhapeon boororgaaniline ühend, mida kasutatakse sageli ligandina, katalüsaatorina ja orgaanilise sünteesi vaheühendina. Järgmised on mitmed levinumad sünteesimeetodid:
1. Katehhooli ja boorhappe reaktsioonisüntees:
Katehhool ja boorhape tekitavad leeliselistes tingimustes asendusreaktsiooni kaudu 1,4-fenüleenbisboorhapet. Reaktsioon viiakse tavaliselt läbi, kui reagentide molaarsuhe on 2:3 ja kasutades aluselisi tingimusi, nagu naatriumhüdroksiid, naatriumkarbonaat või trietüülamiin. Osalise reaktsiooni võrrand on järgmine:
2C6H4(OH)2pluss 3H3BO3pluss 6NaOH → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4pluss 6Na2BO3pluss 9H2O
1,4-Fenüleenbisboroon hape is an orgaaniline molekul sisaldav kaks boor hape rühm, mis saab kasutada et sünteesida orgaanilised molekulid sisaldavad benseen rõngad. Tavaliselt, 1,4-Fenüleenbisboroon hape saab sünteesida reageerides katehhool ja boor hape.
Reaktsiooni sammud:
1.1. Kõigepealt segage ja segage boorhappe tetrahüdroboordioksiid (B2O3•H2O) ja katehhooli ning lisage sobiv kogus naatriumkarbonaati (Na2KAAS3) reaktsiooni pH väärtuse reguleerimiseks;
1.2. Segule lisage pallaadiumkloriid (PdCl2) ja vees lahustuv fosfiinligand. Tavaliselt kasutatav fosfiini ligand on trifenüülfosfiin (PPh3) või tri(p-tolueensulfonüül)fosfiin (PTSA). Pärast nende katalüsaatorite lisamist segusse saab soodustada katehhooli ja boorhappe kondensatsioonireaktsiooni ning vähendada reaktsiooni aktiveerimisenergiat;
1.3. Reaktsioonisegu tuleb läbi viia sobival temperatuuril, tavaliselt vahemikus 60 °C kuni 80 °C, ja reaktsiooniaeg on 4 tundi kuni 12 tundi. Reaktsiooniprotsess viiakse mõnikord läbi inertses atmosfääris;
1.4. Pärast reaktsiooni töödeldakse reaktsioonisaadust lahjendatud happega, et sadestada 1,4-fenüleenbisboorhape. Reaktsiooniprodukti tuleb samuti filtreerida ja kuivatada, et saada kristalliseerunud produkt;
Kokkuvõtteks võib öelda, et katehhooli ja boorhappe reaktsioon 1,4-fenüleenbisboorhappe sünteesimiseks hõlmab katehhooli ja boorhappe lisamist katalüsaatori segusse, pH väärtuse reguleerimist ja kondensatsioonireaktsiooni läbiviimist sobival temperatuuril pärast reaktsiooni lõppu. Lõpetatud, kasutatakse lahjendatud hapet. Töötlemine, filtreerimine ja kuivatamine annab kristalse produkti.
2. Arüülasobenseeni ja boorhappe reaktsioonisüntees:
Arüülasobenseen reageerib naatriumnitritiga, moodustades arüüldiasooniumiühendi, ja reageerib boorhappega leeliselistes tingimustes, saades 1,4-fenüleenbisboorhappe. Meetod kasutab leeliselist keskkonda, nagu naatriumkarbonaat, naatriumhüdroksiid või trietüülamiin, ja seda kasutatakse tavaliselt siis, kui reagentide molaarsuhe on 1:2. Osalise reaktsiooni võrrand on järgmine:
C6H4(N2)2pluss 2H3BO3pluss 2NaOH → C6H4(N2)B(OH)2C6H4pluss 2NaNO2pluss 2H2O
Sünteesi etapid on järgmised:
1. etapp: fenüülasobenseeni süntees:
Fenüülasobenseeni saab valmistada asosidestamise reaktsiooniga. Esiteks valmistatakse nitroseeritud aniliin aniliini lahustamisel HCl-happes ja reageerimisel naatriumnitritiga. Seejärel muundatakse nitroseeritud aniliin asobenseeni vaheühendiks ja redutseerimisreaktsiooniga saadakse fenüülasobenseeni produkt.
2. etapp: boorhappe ja fenüülasobenseeni reaktsioon:
Lisage reaktsioonianumasse boorhape ja fenüülasobenseen, segage ja kuumutage aeglaselt kuni umbes 80 kraadini ning jätkake kuumutamist, kuni reaktsioon on lõppenud pärast seda, kui reaktiivid on täielikult reageerinud. Pärast reaktsiooni lõppu saadakse jahutamise ja filtreerimise teel 1,4-fenüleenbisboorhape. Reaktsiooni peamine mehhanism seisneb selles, et boorhape reageerib fenüülasobenseeniga, moodustades vaheühendi, ning seejärel toimub vaheühend ülekandmine ja eliminatsioon, mille tulemusena tekib 1,4-fenüleenbisboorhape.
Selle reaktsiooni eeliseks on see, et reaktsioonitingimused on leebed, sobib suuremahuliseks sünteesiks ja seda saab kasutada teiste boororgaaniliste ühendite sünteesimiseks.
3. Bensaldehüüdi ja boorhappe reaktsioonisüntees:
Bensaldehüüd ja boorhape tekitavad aluselistes tingimustes metoksülatsiooni pikkuse etapi kaudu 1,4-fenüleenbisboorhapet. Reaktsioonis kasutatakse aluselist keskkonda, nagu naatriumkarbonaat, naatriumhüdroksiid või trietüülamiin, ja see viiakse tavaliselt läbi siis, kui reagentide molaarsuhe on 1:2. Osalise reaktsiooni võrrand on järgmine:
C6H5CHO pluss 2H3BO3 pluss 2NaOH → C6H4(BOMe)2C6H4 pluss 2NaHCO3 pluss 3H2O
C6H4(BOMe)2C6H4 pluss HCl → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 pluss 2MeOH
Katse etapid:
1. etapp: bensaldehüüdi ja veevaba dimetüülsulfiinamiidkompleksi süntees:
Elektrostaatiliselt kuivatatud veevaba dimetüülsulfiinamiid (5,97 g) lisati bensaldehüüdile (50 g) ja lisati katalüsaator naatriumhüdroksiid (0,73 g). Reaktsiooni käivitati lämmastikuga ja kuumutati keemiseni. Pärast 25-minutilist reageerimist see filtriti ja filtraati pesti absoluutse etanooliga ja seejärel kuivatati, saades bensaldehüüdi ja veevaba dimetüülsulfiinamiidi kompleksi.
2. etapp: sünteetilise bensaldehüüdi ja boorhappe vaheline kondensatsioonireaktsioon:
Bensaldehüüd ja boorhape lisati metüleenkloriidile, mis sisaldas väikest kogust naatriumhüdroksiidi molaarsuhtes 1:1. Pärast segamist ja segamist klaaspulgaga kuumutage konstantsel temperatuuril veevannis 80 kraadini, et reageerida 6 tundi. Pärast reaktsiooni peske veega ja seejärel kontsentreerige lahus rotaatoraurustiga. Samal ajal lisati lahuse lahustamiseks kloroformi (50 ml) ja naatriumkloriidi küllastunud lahust ning kloroform eemaldati rotaatoraurustiga. Nii saame vajaliku 1,4-fenülenebisboorhappe.
3. etapp: kloroformi ekstrakti eraldamine:
Produkt ekstraheeriti reaktsioonilahusest kloroformiga, seejärel filtriti ja lasti läbi vee ning filtraati ekstraheeriti isopetaaniga. Kaks ekstrakti ühendati ja aurustati rotaatoraurustis, et saada tahke produkt.
4. etapp: toote puhastamine ja iseloomustamine:
Saadud sadestunud tahket ainet pesti metanooliga, leotati vees, kuni pH saavutas 6-7, seejärel tsentrifuugiti ja kurnati. Lõpuks saadi puhas produkt 1,4-fenüleenbisboorhape pöörleva lenduva destillatsiooniõli abil. Toote massispektromeetriline analüüs UV-Vis spektrofotomeetriga võib saada selle keemilised omadused, nagu molekulmass, molekulaarstruktuur jne.
Kokkuvõtteks:
Ülaltoodud sammude kaudu sünteesisime edukalt bensaldehüüdi ja boorhappe kondensatsiooniprodukti, nimelt 1,4-fenüleenbisboorhappe. See meetod on lihtne ja selge, hõlpsasti kasutatav ja hea efekt ning puhas ja puhas toode. Sellel on teatud praktilisus ja rakendusvõimalused.
4. O-aminofenüülboorhappe ja tioväävelhappe reaktsioonisüntees:
Antraniilhape ja tioväävelhape reageerivad vaskkatalüüsil, moodustades 1,4-fenüleenbisboorhappe. Reaktsioon viiakse tavaliselt läbi, kui reagentide molaarsuhe on 1:1, kasutades lahustina benseeni. Osalise reaktsiooni võrrand on järgmine:
C6H4(NH2)B(OH)2C6H4 pluss Cu pluss 1/2 (S2O6)2- → C6H4(OH)2B(OH)2C6H4 pluss CuSO4 pluss 1/2(S2O6)2-
Põhietapid:
1. O-diborobensoehappe süntees:
Lisage reaktsioonikambrisse bensoehape, boorhape ja väävelhape, segage ja segage ning kuumutage, kuni reaktsioon on lõppenud. Reaktsioonisegu jahutatakse ja lisatakse vett ning produkt natureeritakse ja kuivatatakse, et saada o-diboorhape.
2. Aminorühmade sisestamine:
Lisage reaktsioonisegusse koos o-diborobensoehape ja ammoniaagivesi, segage ja segage ning kuumutage, et saada aminorühmadega o-diborobensoehape.
3. Reaction preparation:
Segage ja segage o-diboorbensviidhappe tsvitterioonid aminorühmade ja tioväävelhappega, kuumutage ja reageerige, et saada sihtsaadus 1, 4-fenüleenbisboorhape o-aminofenüülboorhape ja tioväävelhape.
Ülaltoodud on reaktsioonisünteesi meetodi põhiidee ja etapid ning konkreetsete katsetingimuste ja katsetehnikate üksikasjad on toodud vastavas kirjanduses.
Kokkuvõtteks võib öelda, et 1,4-fenüleenbisboorhappe sünteesimeetodeid on palju ja sobiva meetodi saab valida vastavalt erinevatele vajadustele. Nende hulgas kasutatakse kolme esimese meetodi puhul toorainena boorhapet, mida on lihtne ja lihtne saada, kuid mis nõuab üldjuhul pikemat reaktsiooniaega ja -tingimusi. Neljas meetod nõuab vaskatalüsaatorit ja kasutab olulise toorainena tioväävelhapet, kuid reaktsioon on õhutundlik ja nõuab vilunud katseoskusi.